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モデル細胞系を用いた染色体構造異常の発生機構の解明およびその制御

研究課題

研究課題/領域番号 21K07108
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分50010:腫瘍生物学関連
研究機関藤田医科大学

研究代表者

稲垣 秀人  藤田医科大学, 医科学研究センター, 講師 (70308849)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード染色体転座 / 染色体複雑構造異常 / がん / 染色体再構成 / chromothripsis / 染色体構造異常 / クロマチン / 相分離 / モデル細胞
研究開始時の研究の概要

本研究では、がんや先天性疾患で見られる染色体構造異常の発生機構について、モデル細胞系を構築し、関与する因子を同定することを目指す。切断時の染色体核内配置や、切断の発生するタイミングやクロマチン構成に着目し、その発生原因を明らかにする。また、核内配置を人為的に変化させることで、構造異常の発生を抑制あるいは誘導できるかどうかを検証する。最終的に発がんや疾患の原因となる染色体複雑構造異常の発生機構を包括的に理解し、制御することを目指す。

研究実績の概要

本研究では、がんや先天異常症において観察される染色体転座などの、染色体複雑構造異常をはじめとする染色体再構成の発生機序を明らかにすることを目的として、培養細胞を使ったモデル系を立ち上げ、その複雑構造異常の試験管内再現を目指している。本年度は昨年度に引き続きモデル細胞系の再構成を試み、ネガティブセレクション可能な遺伝子をターゲットに破壊された細胞クローンを選抜し、その遺伝子の再構成様式を観察した。いつかの再構成細胞をクローン化してストックした。そのゲノムの解析手法について、前年度に試みたPCRによる検出系から、本年度はナノポア社の第3世代ロングリードシーケンシングを用いた再構成検出を試みた。ヒト細胞の全ゲノム解析は費用がかかることから、効率化するための領域ターゲット法についていくつか検討を行った。ハイブリダイゼーションなどを用いた従来法も検討したが、長い領域を一度に解析するメリットを活かしたロングリードに見合う方法として、ターゲットをドライ条件で選抜するアダプティブサンプリング法を試した。しかし現状では効率化が十分ではなかった。そこでターゲット領域をゲノムDNA切断で限定するCRISPR-Cas9法について検討したところかなりの効率化が認められた。そのため、切断部位を近傍10kb程度に設定した上で大規模再構成の検出を試みている。またそれとは別に、ドライ解析による再構成切断点の特徴づけについてもいくつかの手法を試みた。現状では結論はまだ出ていない。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

大規模再構成の効率よい検出手法を模索していたがようやく方向性が定まった。

今後の研究の推進方策

モデル系のブラッシュアップ、クローン化した再構成細胞のゲノム解析、およびコンピュータ解析による再構成のゲノム位置の特徴づけ(核内配置、DNA配列)を行い、データを総合的に検討する。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2021 その他

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Chromosome conformation affects the clustered breakage and complex chromosomal rearrangement in germline2023

    • 著者名/発表者名
      Hidehito Inagaki, Takema Kato, Atsushi Toyoda, Yoshio Makita, and Hiroki Kurahashi
    • 学会等名
      ICHG 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chromatin-domains affect the clustered breakpoint formation in complex chromosomal rearrangement2021

    • 著者名/発表者名
      Inagaki H, Kato T, Toyoda A, Makita Y, Kurahashi H
    • 学会等名
      ASHG 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 藤田医科大学医科学研究センター分子遺伝学研究部門

    • URL

      http://fujita-hu.ac.jp/~genome/mg/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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