疾患に関連するゲノム解析のための統合化された情報処理基盤の構築

• 研究課題/領域番号: 16K07222
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: システムゲノム科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 中谷 明弘 大阪大学, 医学系研究科, 特任教授(常勤) (60301149)
• 研究分担者: 岡崎 敦子 (今井敦子 / 今井 敦子) 大阪大学, 医学系研究科, 特任助教 (70761691) ; 菊地 正隆 大阪大学, 医学系研究科, 特任講師(常勤) (90722538)
• 研究協力者: 小林 香織
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: ゲノム解析 / 次世代シーケンサ / マイクロアレイ / ヒト疾患関連変異 / 解析ソフトウェア / データベース / シーケンサ / ゲノム解析技術 / 連鎖不平衡 / 解析アプリ

研究成果の概要

疾患ゲノムの解析に必要となる情報処理システムの開発を進めた。1000ゲノムプロジェクトの日本人DNAサンプルの10検体分（男女各5検体ずつ）の全エクソン配列の解読を行った。同プロジェクトから公開されている日本人DNAサンプルの約100検体分の全エクソン配列の解読の結果と併せてデータベース化した。集団内でゲノム配列中の変異領域がどのように分布しているかを評価するアプリケーションプログラムを開発した。染色体に沿ったゲノムスキャンによって特定の条件を満たす変異が連続する領域をブロック構造として抽出する手法も開発した。これらの開発物を活用して実データの解析を臨床系研究者との共同研究によって実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

独自に開発したソフトウェアとデータベースを用いて解析を行うことができる環境を整備した。コントロール検体群のゲノム情報の整備を行った。ヒト疾患に関する実データの解析を行った。

研究成果

• [国際共同研究] Rockefeller University/Laboratory of Statistical Genetics(米国)
• [雑誌論文] Cardiomyopathy in children with mitochondrial disease: Prognosis and genetic background. (2019)
  • 著者名/発表者名: Imai-Okazaki A, Kishita Y, Kohda M, Mizuno Y, Fushimi T, Matsunaga A, Yatsuka Y, Hirata T, Harashima H, Takeda A, Nakaya A, Sakata Y, Kogaki S, Ohtake A, Murayama K, Okazaki Y.
  • 雑誌名: Int J Cardiol 巻: 279 ページ: 115-121
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2019.01.017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide Association Analysis of Eye Movement Dysfunction in Schizophrenia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi M, Miura K, Morita K, Yamamori H, Fujimoto M, Ikeda M, Yasuda Y, Nakaya A, uHashimoto R.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 8(1) 号: 1 ページ: 12347-12347
  • DOI: 10.1038/s41598-018-30646-9
  • NAID: 120006549303
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of genetic risk factors of aggressive periodontitis using genome-wide association studies in association with those of chronic periodontitis (2018)
  • 著者名/発表者名: Masumoto R, Kitagaki J, Fujihara C, Matsumoto M, Miyauchi S, Asano Y, Imai A, Kobayashi K, Nakaya A, Yamashita M, Yamada S, Kitamura M, and Murakami S
  • 雑誌名: Journal of Periodontal Research 巻: 54 ページ: 199-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancer variants associated with Alzheimer's disease affect gene expression via chromatin looping (2018)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi M, Hara N, Hasegawa M, Miyashita A, Kuwano R, Ikeuchi T, and Nakaya A
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: -
  • DOI: 10.1101/426312
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Barth syndrome: Different approaches to diagnosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Imai-Okazaki A, Kishita Y, Kohda M, Yatsuka Y, Hirata T, Mizuno Y, Harashima H, Hirono K, Ichida F, Noguchi A, Yoshida M, Tokorodani C, Nishiuchi R, Takeda A, Nakaya A, Sakata Y, Murayama K, Ohtake A, & Okazaki Y
  • 雑誌名: Journal of Pediatrics 巻: 193 ページ: 256-260
  • DOI: 10.1016/j.jpeds.2017.09.075
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HDR-del: A tool based on Hamming distance for prioritizing pathogenic chromosomal deletions in exome sequencing (2017)
  • 著者名/発表者名: Imai-Okazaki A, Kohda M, Kobayashi K, Hirata T, Sakata Y, Murayama K, Ohtake A, Okazaki Y, Nakaya A, & Ott J
  • 雑誌名: Human Mutation 巻: 38 号: 12 ページ: 1796-1800
  • DOI: 10.1002/humu.23298
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Analysis of an ADTKD family with a novel frameshift mutation in MUC1 reveals characteristic features of mutant MUC1 protein (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto S, Kaimori J, Yoshimura T, Namba T, Imai A, Kobayashi K, Imamura R, Ichimaru N, Kato K, Nakaya A, Takahara S, & Isaka Y
  • 雑誌名: Nephrology Dialysis Transplantation 巻: 32 号: 12 ページ: 2010-2007
  • DOI: 10.1093/ndt/gfx083
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of core gene networks and hub genes associated with progression of nonalcoholic fatty liver disease by RNA sequencing (2017)
  • 著者名/発表者名: Hotta K, Kikuchi M, Kitamoto T, Kitamoto A, Ogawa Y, Honda Y, Kessoku T, Kobayashi K, Yoneda, M, Imajo K, Tomeno W, Nakaya A, Suzuki Y, Saito S, and Nakajima A
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 印刷中 号: 13 ページ: 1445-1448
  • DOI: 10.1111/hepr.12877
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Differential gene expression profiles in neurons generated from lymphoblastoid B-cell line-derived iPS cells from monozygotic twin cases with treatment-resistant schizophrenia and discordant responses to clozapine. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa T, Kikuchi M, Ishikawa M, Yamamori H, Nagayasu K, Matsumoto T, Fujimoto M, Yasuda Y, Fujiwara M, Okada S, Matsumura K, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Numata S, Takuma K, Akamatsu W, Okano H, Nakaya A, Hashimoto H, Hashimoto R.
  • 雑誌名: Schizophr Res. 巻: 181 ページ: 75-82
  • DOI: 10.1016/j.schres.2016.10.012
  • NAID: 120007037467
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of Clozapine on DNA Methylation in Peripheral Leukocytes from Patients with Treatment-Resistant Schizophrenia. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M, Numata S, Tajima A, Yamamori H, Yasuda Y, Fujimoto M, Watanabe S, Umehara H, Shimodera S, Nakazawa T, Kikuchi M, Nakaya A, Hashimoto H, Imoto I, Hashimoto R, Ohmori T.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 18 号: 3 ページ: 632-632
  • DOI: 10.3390/ijms18030632
  • NAID: 120006535029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dried blood spots for newborn screening allows easy determination of a high heteroplasmy rate in severe infantile cardiomyopathy (2016)
  • 著者名/発表者名: Imai A, Kishita Y, Nakayama Y, Fujita S, Futatani T, Kohda M, Yatsuka Y, Nakaya A, Sakata Y, Murayama K, Ohtake A, Okazaki Y
  • 雑誌名: International Journal of Cardiology 巻: 221 ページ: 446-449
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2016.06.287
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] HDR: a statistical two-step approach successfully identifies disease genes in autosomal recessive families (2016)
  • 著者名/発表者名: Imai A, Kohda M, Nakaya A, Sakata Y, Murayama K, Ohtake A, Lathrop M, Okazaki Y, Ott J
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 61 号: 11 ページ: 959-963
  • DOI: 10.1038/jhg.2016.85
  • NAID: 40021000514
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 染色体高次構造を介したアルツハイマー病リスクバリアントの影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菊地正隆, 原範和, 長谷川舞衣, 宮下哲典, 桑野良三, 池内健, 中谷 明弘
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ポリジェニックハザードスコアを用いたアルツハイマー病発症年齢解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菊地正隆, 宮下哲典, 池内健, 中谷明弘
  • 学会等名: 第37回認知症学会
• [学会発表] The prediction method of deleterious variants for Alzheimer's disease using chromatin higher-order structure (2017)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi M, Hara N, Hasegawa M, Miyashita A, Kuwano R, Ikeuchi T, and Nakaya A
  • 学会等名: The 7th BRI International Symposium 2017
  • 発表場所: Brain Research Institute, Niigata University
  • 年月日: 2017-03-10
• [学会発表] エクソーム解析基盤を用いた日本人変異解析における解析手法の検証と可視化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林香織, 今井敦子, 山崎悟, 菊地正隆, 足尾勉, 上條憲一, 松村泰志, 中谷明弘
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 日本人集団におけるB型肝炎の全ゲノムコピー数多型解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菊地正隆, 小林香織, 澤井裕美, 西田奈央, 杉山真也, 溝上雅史, 徳永勝士, 中谷明弘
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第62回大会
• [学会発表] Genetic analysis of mitochondrial disorder (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohda M, Kishita Y, Mizuno Y, Imai A, Nakaya A, Hirata T, Yatsuka Y, Borna NN, Harashima H, Murayama K, Ohtake A, & Okazaki Y
  • 学会等名: 第5回生命医薬情報学連合大会
• [学会発表] ミトコンドリア病を疑う集団におけるゲノム解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神田将和, 木下善人, 水野洋介, 今井敦子, 中谷明弘, 平田智子, 八塚由紀子, Nurun N. Borna, 原嶋宏子, 村山圭, 大竹明, 岡崎康司
  • 学会等名: NGS現場の会第五回研究会
• [学会発表] アルツハイマー病感受性領域が近接する染色体領域の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菊地正隆, 原範和, 長谷川舞衣, 宮下哲典, 桑野良三, 池内健, 中谷明弘
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Identification of chromosomal regions interacting with susceptibility loci for Alzheimer’s disease (2016)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi M, Hara N, Hasegawa M, Miyashita A, Kuwano R, Ikeuchi T, and Nakaya A
  • 学会等名: Alzheimer's Association International Conference (AAIC) 2016
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2016-07-22
  • 国際学会
• [図書] Derivation of linear models for quantitative traits by Bayesian estimation with Gibbs sampling (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakaya A & Isobe S
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9783319631684
• [備考] HDR (Hamming Distance Ratio)
  • URL: http://www.gi.med.osaka-u.ac.jp/software/hdr
• [備考] HDR (Hamming Distance Ratio) 2
  • URL: http://www.gi.med.osaka-u.ac.jp/software/hdr2