リプログラミングに伴うゲノム不安定性の解析

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25290068
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: National Institute of Radiological Sciences
• Principal Investigator: 荒木 良子 独立行政法人放射線医学総合研究所, 研究基盤センター, 室長 (40392211)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: iPS細胞 / 点突然変異 / ES細胞 / リプログラミング

Research Abstract

iPS細胞は、再生医療応用に向けて応用研究が進んでいるが、いくつか解決されなければならない課題が残されている。その一つが、ゲノムの不安定性である。最近、iPS細胞には、ゲノムに多数の点突然変異が生じていることが明らかになってきた。しかし、その変異が生じる時期および原因は不明である。
今回我々は、自身でiPS細胞およびES細胞をC57BL/6マウスから樹立し、同じ条件で培養を行ったものに関して、広範囲のゲノム点突然変異解析を実施し、両者を比較することにより、iPS細胞に観察される多数の点突然変異が、リプログラミング過程を含むiPS細胞樹立過程で生じる現象であるか否かを検討した。
iPS細胞5株、ES細胞4株、そして比較対象となるそれぞれの親細胞についてイルミナHiseq2000による全ゲノムシーケンシングを行ない、single nucleotide variations　(SNVs)の抽出を行なった（一部は課題開始以前のデータである）。スクリーニングには高品質配列を使用し、更に、既存のSNPsを除外するなど、偽陽性候補を除く為、いくつかのフィルタリング作業を行なった。その結果、iPS細胞にはES細胞の10倍以上のSNVsが存在し、iPS細胞ではES細胞に比べ、transversion変異が多いという質の違いを明らかにすることに成功した。更にそれらSNVsの頻度解析を行なうことにより、多くの変異が体細胞に元々存在していた変異ではない、つまり、iPS細胞樹立初期に新たに生じたことを立証した。以上の結果を、Stem Cell Reportsに報告した (Sugiura et al., 2014)。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初予定より早く、年度内に論文発表を行なうことができた。

Strategy for Future Research Activity

画通りに推進する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

3月に行なう実験予定が急遽、実験の都合により遂行できなくなったため、4月以降に行なうことにしたため。
当初予定していたとおり、試薬を購入する。

Research Products

• [Journal Article] Induced pluripotent stem cell generation-associated point mutations arise during the initial stages of the conversion of these cells (2014)
  • Author(s): Mayumi Sugiura, Yasuji Kasama, Ryoko Araki, Yuko Hoki, Misato Sunayama, Masahiro Uda, Miki Nakamura, Shunsuke Ando and Masumi Abe
  • Journal Title: Stem Cell Reports Volume: 2 Pages: 52-63
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2013.11.006. eCollection 2014 Jan 14.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] iPS cells generation-associated point mutations (2013)
  • Author(s): 荒木良子、杉浦真由美、笠間康次、砂山美里、宇田昌広、安藤俊輔、中村美樹、法喜ゆう子、安倍真澄
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] Point mutations in ES cells (2013)
  • Author(s): 砂山美里、杉浦真由美、法喜ゆう子、笠間康次、宇田昌広、中村美樹、安藤俊輔、荒木良子、安倍真澄
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] iPS cells generation-associated point mutations (2013)
  • Author(s): Ryoko Araki, Mayumi Sugiura, Yasuji Kasama, Misato Sunayama, Masahiro Uda, Miki Nakamura, Shunsuke Ando, Yuko Hoki, Masumi Abe
  • Organizer: International Society for Stem Cell Research-ISSCR 11th Annual Meeting
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 20130612-20130615
• [Presentation] POINT MUTATIONS IN ES CELLS (2013)
  • Author(s): Yuko Hoki, Mayumi Sugiura, Yasuji Kasama, Misato Sunayama, Masahiro Uda, Miki Nakamura, Shunsuke Ando, Ryoko Araki, Masumi Abe
  • Organizer: Society for Stem Cell Research-ISSCR 11th Annual Meeting
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 20130612-20130615