次世代シーケンサーを用いたパーソナルゲノム解析技術の開発研究

• 研究領域: パーソナルゲノム情報に基づく脳疾患メカニズムの解明
• 研究課題/領域番号: 22129003
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 豊田 敦 国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 特任准教授 (10267495)
• 研究分担者: 近藤 伸二 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(新領域融合研究センター、DBCLS), 新領域融合研究センター, 融合プロジェクト特任研究員 (30415161)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 126,620千円 (直接経費: 97,400千円、間接経費: 29,220千円); 2014年度: 23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円); 2013年度: 24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円); 2012年度: 25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円); 2011年度: 25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円); 2010年度: 28,600千円 (直接経費: 22,000千円、間接経費: 6,600千円)
• キーワード: パーソナルゲノム / 次世代型シーケンサー / 個人ゲノム / 脳疾患 / 第二世代シーケンサー / 次世代シーケンサー

研究成果の概要

本研究では、次世代型シーケンサー（Illumina）を利用してパーソナルゲノム上の多型を検出するための技術開発を行い、その技術を用いておもに家系情報のある脳神経疾患（アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症、脊髄小脳変性症、統合失調症など）患者の全ゲノム配列決定を実施した。筋萎縮性側索硬化症については、新規原因遺伝子であるERBB4(ALS19)を同定した。また、繰り返し配列の異常伸長や遺伝子コピー数多型、大きな挿入・欠失などの構造多型を精度高く検出するために、ロングリード（PacBio）の鋳型調製法や解析技術の開発を実施した。

研究成果

• [雑誌論文] ERBB4 Mutations that Disrupt the Neuregulin-ErbB4 Pathway Cause Amyotrophic Lateral Sclerosis Type 19. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Fukuda Y, Yoshimura J, Toyoda A, (33名省略）, Morishita S, Goto J and Tsuji S.
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: 93 号: 5 ページ: 900-905
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.09.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Genomic and Epigenomic Expression in Monozygotic Twins Discordant for Rett Syndrome (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyake K, Yang C, Minakuchi Y, Ohori K, Soutome M, Hirasawa T, Kazuki Y, Adachi N, Suzuki S, Itoh M, Goto YI, Andoh T, Kurosawa H, Oshimura M, Sasaki M, Toyoda A, Kubota T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in cell elongation genes mreB, mrdA and mrdB suppress the shape defect of RodZ-deficient cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiomi, D
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 巻: 87 号: 5 ページ: 1029-1044
  • DOI: 10.1111/mmi.12148
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome analysis of the domestic dog (Korean Jindo) by massively parallel sequencing (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim RN, Kim DS, Choi SH, Yoon BH, Kang A, Nam SH, Kim DW, Kim JJ, Ha JH, Toyoda A, Fujiyama A, Kim A, Kim MY, Park KH, Lee KS, Park HS.
  • 雑誌名: DNA Res. 巻: 19 号: 3 ページ: 275-287
  • DOI: 10.1093/dnares/dss011
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1000ゲノムプロジェクトの目標と展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水口洋平・豊田敦
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 236 ページ: 616-622
• [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症の新規原因遺伝子ERBB4 (ALS19)の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋祐二、福田陽子、豊田敦、日笠幸一郎、吉村淳、Kari Kurppa、 森豊浩代子、Veronique V. Belzil、石浦浩之、三井純、JaCALS、祖父江元、西澤正豊、野元正弘、Klaus Elenius、Guy A. Rouleau、藤山秋佐夫、森下真一、後藤順、辻省次
  • 学会等名: 第55回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-24
• [学会発表] Incorporation of Long-Read Technologies into Hybrid-de novo Genome Sequencing Strategy: An Assessment on PacBio and Moleculo Read (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Fujiyama, M. Kasahara, A. Toyoda
  • 学会等名: PLANT & ANIMAL GENOME ASIA 2014
  • 発表場所: SINGAPORE
  • 年月日: 2014-05-19 – 2014-05-21
• [学会発表] Mutations in ERBB4 That Disrupt The NRG-ErbB4 Pathway Cause Autosomal Dominant Familial ALS Type 19 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, Y. Fukuda, J. Yoshimura, A. Toyoda, K. Kurppa, H. Moritoyo, V. Belzil, K. Elenius, G. Rouleau, A. Fujiyama, S. Morishita, J. Goto, S. Tsuji
  • 学会等名: American Academy of Neurology
  • 発表場所: Philadelphia, PA
  • 年月日: 2014-04-26 – 2014-05-03
• [学会発表] 第二・第三世代の配列決定技術の現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 豊田敦
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会ワークショップ
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 招待講演
• [学会発表] 次世代シークエンサーを用いた全ゲノム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 豊田敦
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第55回大会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティホール大ホール
  • 年月日: 2010-10-30
• [図書] 細胞工学別冊 次世代シークエンサー 目的別アドバンストメソッド (2012)
  • 著者名/発表者名: 豊田敦
  • 出版者: 秀潤社
• [備考] パーソナルゲノム情報に基づく脳疾患メカニズムの解明
  • URL: http://www.personal-genome.jp/