2014 Fiscal Year Research-status Report
次世代シークエンサーを駆使したプロモーター配列の網羅的解析
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26830137
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
入江 拓磨 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特任助教 (50625944)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | プロモーター / 次世代シークエンサー, / エラープローンPCR / レポーターアッセイ / 転写因子結合配列 / プロモーター活性予測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代型シークエンサーを用いた変異型ヒトプロモーターの網羅的解析法の構築を行った．現在までに，ヒトEF1a1、GAPDH, DDX5, RPS12, PGK1, RBBP5, NTS, ARL6IP5遺伝子プロモーターのDNA断片を材料に，1つのプロモーターに対し1万～3万種類の変異プロモーターライブラリーを作成した．その後 HiSeq2500を用い，プロモーター配列の決定を行った．また細胞内に導入後，レポーター遺伝子のcDNAをHiSeq2500で解析することでプロモーター活性の測定を行った．得られたデータを基に，DNA配列とプロモーター活性間の相関解析を行った．変異パターンを説明変数としたプロモーター活性の変化を目的変数とした，モデルを構築した．構築されたモデルはプロモーター活性の実測値と予測値の相関係数rが0.5～0.6となり，ある程度の精度で活性を説明するモデルを構築できた．また，プロモーター活性に強く関連すると予測された塩基箇所は数塩基連続して出現する傾向があり，転写因子結合配列の候補であると考えられる．モデルから転写活性を増強させる塩基候補が幾つか見つかり，ルシフェラーゼアッセイによる検証を行った．実際にプロモーター活性が予測道理上昇することを確認できた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
プロモーターへの変異導入法，次世代型シークエンサーを用いたレポーター解析手法については問題なく実行できるようになったと考えている．またプロモーター活性予測モデルに関しても，現状では単純なモデルではあるが，ある程度の精度で予測が可能であり，今後の進展により精度の高いプロモーター活性モデルになることが期待される．プロモーターの種類に関しては，配列上の特徴や活性の特徴に着目して情報を拡充していく予定である．また細胞の種類についての情報は遅れており，現在準備中である．
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた変異プロモーターとプロモーター活性の情報を基に，プロモーター活性に関する数理モデルの構築を行う．RNA-Seq, ChIP-Seq，メチル化状態，他生物との保存度などの情報を取り入れることにより高精度なプロモーター活性モデルの構築を検討する．得られたデータを基に，プロモーター配列を任意に改変することで，プロモーター活性を自在に改変することが可能であるか，プロモーターの設計に関する検討を行う．特に任意の細胞内で高い活性を持つプロモーターの作成が可能であるか計算機による予測を行い，実験によってその精度の確認を行う．
以上の成果についての論文化を行う．
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