脳疾患パーソナルゲノム多様性を分析する情報学の創成

• 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: 22129008
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 森下 真一 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (90292854)
• 研究分担者: 笠原 雅弘 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (60376605)
• 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: 94,250千円 (直接経費: 72,500千円、間接経費: 21,750千円); 2014年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円); 2013年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円); 2012年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2011年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2010年度: 32,630千円 (直接経費: 25,100千円、間接経費: 7,530千円)
• キーワード: 全ゲノム解析 / エキソーム解析 / 脳疾患 / 家系解析 / バイオインフォマティクス / アルゴリズム / 構造変異 / 異常リピート配列検出 / パーソナルゲノム / 構造多型 / 塩基置換 / 疾患関連遺伝子変異 / ゲノム / ソフトウエア / 次世代シーケンサー

研究成果の概要

ヒトゲノム全域にわたって多様性情報を収集し分類することは人類遺伝学の大きな目標であるが、その情報量の大きさゆえに効率的に観測・分類を行うことは困難であった。本研究では、短いが高精度なDNA解読リードおよび精度は若干劣るが1万塩基対を超える長いDNA解読リードという互いに補完的な特徴を持つ情報を組合せ、1塩基置換(SNP)/短い挿入削除等のミクロな多様性だけでなく、大規模な挿入削除領域/重複領域/染色体内逆位/染色体の融合転座等のマクロな多様性を検出するアルゴリズムを研究開発した。これらを利用して脳疾患に特徴的な構造多型を個人ゲノムデータから解読することを可能にした。

研究成果

• [雑誌論文] Mutations in ERBB4 That Disrupt The NRG-ErbB4 Pathway Cause Autosomal Dominant Familial ALS Type 19 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Takahashi, Yoko Fukuda, Jun Yoshimura, Atsushi Toyoda, Kari Kurppa, Hiroyoko Moritoyo, Veronique Belzil, Klaus Elenius, Guy Rouleau, Asao Fujiyama, Shinichi Morishita, Jun Goto, Shoji Tsuji
  • 雑誌名: Neurology 巻: 82 ページ: 1083-1083
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exome sequencing shows a novel de novo mutation in ATL1. (2014)
  • 著者名/発表者名: Koh K, Ishiura H, Miwa M, Doi K, Yoshimura J, Mitsui J, Goto J, Morishita S, Tsuji S and Takiyama Y.
  • 雑誌名: Neurology and Clinical Neuroscience 巻: 2 号: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1111/ncn3.72
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rapid detection of expanded short tandem repeats in personal genomics using hybrid sequencing. (2014)
  • 著者名/発表者名: Doi K, Monjo T, Hoang PH, Yoshimura J, Yurino H, Mitsui J, Ishiura H, Takahashi Y, Ichikawa Y, Goto J, Tsuji S, Morishita S.
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 30 号: 6 ページ: 815-822
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btt647
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A recurrent de novo FAM111A mutation causes Kenny–Caffey syndrome type 2. (2013)
  • 著者名/発表者名: Isojima T, Doi K, Mitsui J, Oda Y, Tokuhiro E, Yasoda A, Yorifuji T, Horikawa R, Yoshimura J, Ishiura H, Morishita S, Tsuji S, and Kitanaka S.
  • 雑誌名: J Bone Mineral Res 巻: 29 号: 4 ページ: 992-998
  • DOI: 10.1002/jbmr.2091
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] Exome analysis reveals a Japanese family with spinocerebellar ataxia, autosomal recessive 1. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa Y, Ishiura H, Mitsui J, Takahashi Y, Kobayashi S, Takuma H, Kanazawa I, Doi K, Yoshimura J, Morishita S, Goto J, Tsuji S
  • 雑誌名: J. Neurol. Sci. 巻: 331 号: 1-2 ページ: 158-160
  • DOI: 10.1016/j.jns.2013.05.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of ATP1A3 mutations by exome sequencing as the cause of alternating hemiplegia of childhood in Japanese patients. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishii A, Saito Y, Mitsui J, Ishiura H, Yoshimura J, Arai H, Yamashita S, Kimura S, Oguni H, Morishita S, Tsuji S, Sasaki M, Hirose S.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 2 ページ: e56120-e56120
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0056120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordinated Changes in DNA Methylation in Antigen-Specific Memory CD4 T Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto S, Ogoshi K, Sasaki A, Abe J, Qu W, Nakatani Y, Ahsan B, Oshima K, Shand FH, Ametani A, Suzuki Y, Kaneko S, Wada T, Hattori M, Sugano S,Morishita S, Matsushima K
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 190 号: 8 ページ: 4076-4091
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1202267
  • 査読あり
• [雑誌論文] CSF1R mutations identified in three families with autosomal dominantly inherited leukoencephalopathy. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mitsui J, Matsukawa T, Ishiura H, Higasa K, Yoshimura J, Saito TL, Ahsan B, Takahashi Y, Goto J, Iwata A, Niimi Y, Riku Y, Goto Y, Mano K, Yoshida M, Morishita S, Tsuji S.
  • 雑誌名: Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 巻: 159B(8) 号: 8 ページ: 951-7
  • DOI: 10.1002/ajmg.b.32100
  • 査読あり
• [雑誌論文] A gain-of-function screen identifies wdb and lkb1 as lifespan-extending genes in Drosophila (2011)
  • 著者名/発表者名: Funakoshi M, Tsuda M, Muramatsu K, Hatsuda H, Morishita S, Aigaki T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 405 ページ: 667-672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome-wide profiling of DNA methylation in human cancer cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogoshi K, Hashimoto S, Nakatani Y, Qu W, Oshima K, Tokunaga K, Sugano S, Hattori M, Morishita S, Matsushima K
  • 雑誌名: Genomics 巻: 98 ページ: 280-287
  • 査読あり
• [雑誌論文] A gain-of-function screen identifies wdb and lkb1 as lifespan-extending genes in Drosophila. (2011)
  • 著者名/発表者名: Funakoshi M, Tsuda M, Muramatsu K, Hatsuda H, Morishita S, Aigaki T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 405(4) ページ: 667-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accelerating Path-free XML Queries in RDBMS. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hongyan Wu, Taro L Saito, Shinichi Morishita
  • 雑誌名: IPSJ Online Transactions 巻: 3 ページ: 206-217
  • NAID: 130000418305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cost-effective sequencing of full-length cDNA clones powered by a de novo-reference hybrid assembly. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuroshu RM, Watanabe J, Sugano S, Morishita S, Suzuki Y, Kasahara M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 5(5)
  • 査読あり
• [学会発表] Observing Heterozygotic DNA Methylation Patterns in diploid genomes using kinetics data from PacBio RS (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuta Suzuki, Tatsuya Tsukahara, Hiroyuki Takeda, Shinichi Morishita
  • 学会等名: AGBT 2015
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 2015-02-25 – 2015-02-27
• [学会発表] Detecting Significant Short Tandem Repeats in Personal Genomes (2013)
  • 著者名/発表者名: Doi, K.
  • 学会等名: Advanced in Genome Biology and Technology, 2013
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 2013-02-20
• [学会発表] Fast Error Correction of SMRT Sequencing Reads with Illumina Reads for Human Genome Resequencing (2013)
  • 著者名/発表者名: Oishi, S.
  • 学会等名: Advanced in Genome Biology and Technology, 2013
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 2013-02-20
• [学会発表] New Alignment Algorithm without Realignment for More Accurate Indel Detection (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Kasahara
  • 学会等名: The 34th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, JAPAN
  • 年月日: 2011-12-24
• [学会発表] Genetic Variation Associated with Nucleosome Structure and DNA Methylation (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Morishita
  • 学会等名: BioSoft-2011
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2011-03-23
• [学会発表] Genetic Variation Associated with Nucleosome Structure and DNA Methylation (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Morishita
  • 学会等名: Fish Genome Meeting
  • 発表場所: Sanger Center, UK
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] Searching Massive Epigenome Data for Evolutionarily Conserved Sequence Motifs (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Morishita
  • 学会等名: The 1st Data Intensive Science Workshop
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-03-09
• [学会発表] Searching Massive Epigenome Data for Evolutionarily Conserved Sequence Motifs (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Morishita
  • 学会等名: First International IEEE Conference on Computational Advances in Bio and medical Sciences (ICCABS 2011)
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 2011-02-03
• [図書] パーソナルゲノム再解読 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森下真一
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 細胞工学
• [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/
• [備考] A tandem repeat profiler in personal genomes
  • URL: http://trhist.gi.k.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 新学術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
  • URL: http://www.personal-genome.jp/