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ヒトとチンパンジーの選択的スプライシングの多様性解析とその脳内表現

研究課題

研究課題/領域番号16H04849
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 自然人類学
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター)

研究代表者

郷 康広  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター), 新分野創成センター, 特任准教授 (50377123)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 交付(2017年度)
配分額 *注記
19,240千円 (直接経費 : 14,800千円、間接経費 : 4,440千円)
2017年度 : 6,760千円 (直接経費 : 5,200千円、間接経費 : 1,560千円)
2016年度 : 7,410千円 (直接経費 : 5,700千円、間接経費 : 1,710千円)
キーワード進化 / チンパンジー / 選択的スプライシング / 脳 / 遺伝子発現 / 霊長類 / アイソフォーム
研究実績の概要

ヒトをヒトたらしめる分子基盤の解明のために,ヒトと類人猿の脳内発現遺伝子の転写産物(アイソフォーム)レベルの比較解析を行い,既存の参照ゲノム配列やデータベース上の遺伝子構造モデルに依存しない方法での選択的スプライシングの多様性解析を行うとともに,ヒト特異的新規発現エキソンの同定とその生物学的意義を解明することを目的とする.
平成28年度は,ヒトとチンパンジーそれぞれ1検体の死後脳8領域(前頭前野背外側部・下前頭回・運動前野一次視覚野・前帯状皮質・海馬・線条体・小脳)からTotal RNAを調整し,それぞれの種ごとに8領域由来RNAを等量ずつプールし,次世代シーケンサー(PacBio社RSII)によるアイソフォーム解析用ライブラリー(Iso-Seq法)の作製を行った.ライブラリー作製に関しては,Clontech社SMARTer法を用いた完全長cDNA合成を行い,最適なPCR増幅サイクルの最適化を行った後,合成cDNAの増幅を行った.その後,4つの分画(1-2kb, 2-3kb, 3-6kb, 5-10kb)にサイズ分画を行った後,PacBio社のSMARTbell法を用いてそれぞれのサイズ分画由来のcDNAのライブラリーを作成した.シーケンスに関しては,PacBio社RSIIシーケンサーによりヒト脳由来ライブラリーを1ライブラリーに対して1セルずつ配列解読を行い,現在シーケンス解析を実施中である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2 :  おおむね順調に進展している

理由

当初予定していたヒト,チンパンジー,またアウトグループとしてゴリラの死後脳8領域由来RNA試料の調整も完了し,ヒト・チンパンジーに関しては当初の予定通り,Iso-Seq法を用いた比較トランスクリプトーム用ライブラリーの作製も完了した.また,ヒト脳由来ライブラリーに関しては,次世代シーケンシングによるデータ収集も完了することができた.

今後の研究の推進方策

ヒトと同様にチンパンジーにおいてもIso-Seq法によるシーケンシングを行う.すでにライブラリーは作製済みのため,ヒトでのIso-Seq法による配列解析の結果を踏まえて,順次,チンパンジーにおいてもシーケンシングを進める.また,ヒト・チンパンジーのアウトグループとしてのゴリラにおいても同様に死後脳8領域からのライブラリー作製を進め,シーケンスを行う.
3種において得られた配列結果より,アイソフォーム多様性に関して,その種類を参照配列などの既存のデータに依存しない解析方法で,網羅的に新規同定を行う.新規に得られたアイソフォーム配列に関して,すでに申請者がデータを持っているショートリード型シーケンサーにより得られた発現データをマッピングすることで,アイソフォームごとの発現量を定量的に計測する.この方法により参照ゲノム配列の精度に依存しない(バイアスのない)種間比較が可能になる.

報告書

(1件)
  • 2016 実績報告書

研究成果

(12件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 学会発表 備考

  • [雑誌論文] The life history of retrocopies illuminates the evolution of new mammalian genes.2016

    • 著者名/発表者名
      F. N. Carelli, T. Hayakawa, Y. Go, H. Imai, M. Warnefors and H. Kaessmann.
    • 雑誌名

      Genome Research

      巻 : 26 ページ : 301-314

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著/国際学会である
  • [雑誌論文] Single-neuron and genetic correlates of autistic behavior in macaque2016

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida, Y. Go, I. Kushima, A. Toyoda, A. Fujiyama, H. Imai, N. Saito, A. Iriki, N. Ozaki, M. Isoda
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻 : 2 号 : 9

    • 出版者
      American Association for the Advancement of Science (AAAS)
    • PMID
      27679817
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 霊長類における精神・神経疾患関連遺伝子解析と認知ゲノミクスの展望2017

    • 著者名/発表者名
      郷康広
    • 学会等名
      京都大学霊長類研究所共同利用研究会
    • 発表場所
      京都大学霊長類研究所(愛知県・犬山市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 霊長類脳の構造・機能をささえる分子基盤解明にむけたマーモセット全脳遺伝子発現動態2016

    • 著者名/発表者名
      郷康広
    • 学会等名
      革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト・臨床研究グループ分科会
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal brain transcriptome architecture in the common marmoset2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Go
    • 学会等名
      第6回日本マーモセット研究会、革新脳国際シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である / 招待講演
  • [学会発表] Spatiotemporal gene expression trajectory in the human and non-human ape brains2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Go
    • 学会等名
      6th Joint CIN-NIPS International Symposium
    • 発表場所
      Tubingen University (Tubingen, Germany)
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である / 招待講演
  • [学会発表] マカク属霊長類集団エキソーム解析によるニホンザルの集団遺伝学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      辰本将司,豊田敦,今井啓雄,平井啓久,山森哲雄,伊佐正,藤山秋佐夫,郷康広
    • 学会等名
      日本遺伝学会大会第88回大会
    • 発表場所
      日本大学国際関係学部(静岡県・三島市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マカク属霊長類集団エキソーム解析によるニホンザルの集団遺伝学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      郷康広,辰本将司,豊田敦,今井啓雄,平井啓久,山森哲雄,伊佐正,藤山秋佐夫
    • 学会等名
      第32回日本霊長類学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マーモセットの血液マイクロキメリズムと遺伝的多型解析2016

    • 著者名/発表者名
      辰本将司,臼井千夏,石川裕恵,郷康広
    • 学会等名
      第32回日本霊長類学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 郷研究室のHP

    • URL
      http://cnsi.nins.jp/pcg/index.html
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 自然科学研究機構新分野創成センターブレインサイエンス研究分野のHP

    • URL
      http://cnsi.nins.jp/brain/
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 自然科学研究機構新分野創成センターのHP

    • URL
      http://www.nins.jp/cnsi/
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL :

公開日 : 2016-04-21   更新日 : 2018-01-16  

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