Developmental study for nucleic acid profile from sample of mixture of body fluid.
| Project/Area Number |
20H03956
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 58040:Forensics medicine-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
玉木 敬二 京都大学, 医学研究科, 教授 (90217175)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋谷田 真樹 関西医科大学, 医学部, 准教授 (40374938)
山田 亮 京都大学, 医学研究科, 教授 (50301106)
眞鍋 翔 関西医科大学, 医学部, 助教 (00794661)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
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| Keywords | DNA / 混合試料 / 個人識別 / 体液識別 |
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| Outline of Research at the Start |
われわれは混合試料のDNA型の推定法、miRNAによる体液識別法を開発しているが、本研究では現場試料からDNAとRNAを抽出して、同時に「誰のDNA」だけでなく、「何の（体液）試料」の観点を探るだけでなく、新たにRNAやDNAの陳旧性を推定する方法を開発する。これらの3つの結果をネットワーク学習系などのAI手法によって確率的解釈に結び付けるシステムを作成する。判定法は最終的に次世代シーケンシングによる分析を目標とする。混合試料からその犯行様態などが捉えられるような高精度の核酸情報プロファイルが構築できる方法を確立したい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和２年度は「誰のDNA」がどのくらい含まれているかの判定システムの構築のために、その基本となるキャピラリー電気泳動法（CE法）における閾値設定とソフトウェアKongoh影響について検討した。DNA鑑定におけるDNA型判定や結果の解釈を適切に行うには、効果的なピークの判定閾値の設定が必要不可欠である。設定が必要な閾値には、アリルであると判定される検出閾値（AT）と、アリルのドロップアウトやインバランス等がないと判断できる閾値（ST）の２つがある。特にATは、小さい値に設定するとアリルの検出率の向上により感度は上がるが、ノイズやアーチファクトの検出率も上がり特異度は下がる。今年度は最近導入されたDNA検査システム（GlobalFiler）におけるATとST値の検討を行った。まず、ノイズの高さを調べるために陰性対照（TE緩衝液）を用いて最小閾値（MT）を定めた。次に、プルアップ等のアーチファクトの検出の有無を調べるため、市販のコントロールDNAを6段階のDNA量（0.03125 ～ 1ng）で各2回ずつ検査し、ATの増加によってアーチファクトの検出数がどの程度減少するかを調べてATを設定した。また、ヘテロ接合体のピーク高比（PHR）の最小値を調べ、STを計算した。その結果、MTはTAZ（赤色Dye）で最大50となったためMTは50RFUとした。ATを50RFUとして解析したするとプルアップやアーチファクトが多数検出されたが、100RFUに上げるとその数は約4分の1に減少した。また、説明できないピークはATが90RFU以上では1本に留まった。我々のDNA検査システムにおけるATは90RFU以上とするのが適切であるが、130RFU以上ではアリルの不検出のため，Kongohによる尤度比が低下する場合があった。また、minPHR の結果よりSTは410RFU以上となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
残念ながら令和２年度はこれまで経験したことのない研究が非常にしにくいまさに苦難の年といわざるをえない。その原因は他でもない新型コロナウイルス感染防止策によるわれわれの行動制限である。幸い、本研究計画に携わる人たちに感染などの健康被害はなかったが、大学は一時期、大学院生や教員なども登学を制限されており、全く研究活動ができない時期が２ヶ月ほどあった。その後、研究活動の制限は幾分解除されたが、２，３ヶ月毎におこるパンデミックの度に制限が厳しくなり、まとまった期間に計画的に実験研究をすることは不可能に近かった。幸い、ＤＮＡ混合資料解析における「誰の」ＤＮＡがどの程度含まれているという根源的な課題の解決においては資料の実験研究を最小限に絞り、コンピュータシミュレーションやプログラム改良など在宅でも可能の部分を増やしたため、研究はほぼ順調に進められた。しかし、体液実験実験や陳旧資料実験の研究は、病院等の運営上検体採取や回収が時期的に殆ど不可能であったため進んでいない。令和３年度にコロナ禍が沈静すればほぼ予定通りの研究遂行になると期待されるが、緊急事態宣言発令中の現状では何とも言い難く、研究計画の一部を変更する必要性についても検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究では、混合資料解析のうちの「誰の」DNAがどのくらい含まれているかを解決する方法の開発について、重点的に進めてきた。この課題はＤＮＡ型検査の根幹をなすものであるが、画期的なコンティニュアス・モデルのソフトウェアの開発によって、検査結果のより正確な数学的解釈が飛躍的に進歩したといえる。しかし、わが国の法医鑑識の現状での利用には多くの課題が残されており、諸外国に比べて導入は進んでいない。この一つの要因には、ソフトウェアの汎用性の問題があるので、喫緊の課題としてソフトウェアが現状のＤＮＡ型鑑定システムに即したパラメーターを扱えるよう早急に更新しなければならない。この作業は単なるプログラムの変更更新とは全く異なり、模擬資料を用いた精度の検証など非常に多くの作業を伴う研究作業である。分担研究や大学院生などに協力を仰ぎ、効率よく研究を進めていきたい。
また、現場資料が「誰の」ＤＮＡであるかが判明しただけでは、証拠として十分に活用されているとはいえない。本研究計画にあるように、「何の」ＤＮＡ、また「いつ頃の」ＤＮＡかも示唆するような情報があれば証拠の価値はさらに高まり、事件における関与者の様態についても示唆する情報になりえる。このうち、何のＤＮＡかについて体液種によってメチル化が異なる場合があることが分かってきており、その検討を進めているので、成果が期待される。また、ＤＮＡの陳旧度について指標を検討しており、その実験を始める準備をしている。さらに、陳旧資料からのＤＮＡ抽出実験により、ＤＮＡ変性の程度と検査結果の関係についてより具体的なデータを示せるよう工夫したい。
緊急事態宣言発令中の現時点では、まずコロナ禍の沈静を願うしかないが、状況に応じて柔軟に対応できるよう研究計画の一部変更も視野に入れて検討していきたい。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
