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シングルセルゲノミクス技術を利用した混合試料からの個人識別法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K10518
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58040:法医学関連
研究機関岐阜大学

研究代表者

永井 淳  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (00207961)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードシングルセルゲノム解析 / 全ゲノム増幅 / 個人識別 / 混合血痕 / DNA型フルプロファイリング / アレル・スコアリング / 重ね合わせ法 / WGA産物混合法 / 主成分分析 / DNA型 / 乾燥混合血痕 / セルソーティング / 限界希釈法 / シングルセルゲノミクス / 混合試料 / STR
研究開始時の研究の概要

現在の法医・鑑識科学分野では、混合資料に関与した人物を確実に特定するのは未だ困難である。本研究では混合資料中の個々の細胞に着目し、シングルセルゲノミクス技術を用いて単離・全ゲノム増幅した1個の細胞由来のDNAの常染色体STR解析を行い、混合資料(試料)からの精度の高い個人識別法を確立する。その際に、1個の細胞から確実に個人識別を行うために必要となる、細胞寿命の長いリンパ球やアポトーシスを起こしていない細胞を選択的に分取・使用するための手法を開発する。最終的に、様々な環境に置いた混合試料に本法を適用し、鑑定実務における本法の有用性を総合的に検討する。

研究成果の概要

シングルセルゲノミクス技術を利用し、混合血痕からの高精度な個人識別法の開発を目指した。セルソーティングによって混合血痕から白血球を単離する際の細胞標識には、アレル判定率の点において抗ヒトCD3抗体が有用であることを明らかにした。シングルセルの全ゲノム増幅(WGA)において生じやすいアレル・ドロップアウトによりDNA型フルプロファイルが得られない問題を解決するために、新たに「重ね合わせ法」と「WGA産物混合法」を考案した。これらの方法を用いることにより、混合血痕における関与者のDNA型フルプロファイルが得られ、関与者のDNA型が未知の混合血痕にも両手法は利用可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

法医・鑑識科学分野では、単独試料からの個人識別は非常に高い精度を持って行うことが可能であるが、混合試料からの個人識別はソフトウェア等による統計学的手法を用いても困難な場合が多く、混合試料に関与した人物を確実に特定するための有効な方法は未だない。本研究では、混合血痕中に含まれる個々の白血球に着目し、1個の白血球のシングルセルゲノム解析を行うことにより、混合血痕に関与した人物のDNA型フルプロファイルを得ることに成功した。本研究において得られた成果は、混合血痕から個人を特定するためのひとつの手法として、犯罪捜査に少なからず寄与しうるものと考える。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 主成分分析を用いたシングルセルゲノム解析による混合血痕からの個人識別(第2報)2024

    • 著者名/発表者名
      池本千紘,山田俊輔,同前友季子,岡本元臣,巽 健翔,原 武史,道上知美,永井 淳
    • 雑誌名

      DNA多型

      巻: 32

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 主成分分析を用いたシングルセルゲノム解析による混合血痕からの個人識別 (第3報) -近親者の混合血痕における検討-2024

    • 著者名/発表者名
      山田俊輔,池本千紘,岡本元臣,同前友季子,菊永紗央,稲泉 萌,道上知美,原 武史,永井 淳
    • 学会等名
      第108次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] シングルセルゲノム解析を目的とした乾燥血痕からのアポトーシス段階の細胞の単離2024

    • 著者名/発表者名
      岡本元臣,山田俊輔,菊永紗央,同前友季子,稲泉 萌,松本宗和,道上知美,永井 淳
    • 学会等名
      第108次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 4細胞を用いたシングルセルゲノム解析による混合血痕からの個人識別2023

    • 著者名/発表者名
      山田俊輔,岡本元臣,同前友季子,巽 健翔,池本千紘,赤座香予子,道上知美,永井 淳
    • 学会等名
      第107次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Single-cell profiling from mixed-blood spots using principal component analysis2023

    • 著者名/発表者名
      池本千紘,山田俊輔,同前友季子,岡本元臣,原 武史,道上知美,永井 淳
    • 学会等名
      第107次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 主成分分析を用いたシングルセルゲノム解析による混合血痕からの個人識別 (第2報)2023

    • 著者名/発表者名
      池本千紘,山田俊輔,同前友季子,岡本元臣, 巽 健翔,原 武史,道上知美, 永井 淳
    • 学会等名
      日本DNA多型学会第32回学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Individual identification from mixed-blood spots by using 4 cells with single-cell genomic analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada S, Dozen Y, Tatsumi K, Okamoto M, Ikemoto C, Michiue T, Nagai A
    • 学会等名
      23rd Triennial Meeting of the International Association of Forensic Sciences
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 4細胞を用いたシングルセルゲノム解析による乾燥混合血痕からの個人識別2023

    • 著者名/発表者名
      山田俊輔,岡本元臣,同前友季子,巽 健翔,池本千紘,赤座香予子,道上知美,永井 淳
    • 学会等名
      第107次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] シングルセルゲノム解析による混合血痕からの個人識別(第3報)2022

    • 著者名/発表者名
      同前友季子,岡本元臣,三宅陽平,巽 健翔,今津有菜,菊永紗央,池本千紘,赤座香予子,道上知美,永井 淳
    • 学会等名
      第106次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Complete profiling of DNA types of each contributor from dried mixed-blood spot using single-cell genomic analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Dozen Y, Miyake Y, Yamada S, Okamoto M, Yoshimoto Y, Tatsumi K, Michiue T, Nagai A
    • 学会等名
      The 29th Congress of the International Society for Forensic Genetics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シングルセルゲノム解析技術を用いたDNA型フルプロファイリングにおいて必要な細胞数の検討2022

    • 著者名/発表者名
      山田俊輔, 同前友季子, 岡本元臣, 松本崇志, 吉本多伊貴, 松代皓太, 巽 健翔, 菊永紗央, 道上知美, 永井 淳
    • 学会等名
      第44回日本法医学会学術中部地方集会・第69回日本法医学会学術近畿地方集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] シングルセルゲノム解析による混合血痕からの個人識別に有効な新規 DNA型フルプロファイリング法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      同前友季子, 山田俊輔, 岡本元臣, 道上知美, 永井 淳
    • 学会等名
      日本DNA多型学会第31回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Personal identification from mixed and dried blood spots by single-cell genome analysis.2021

    • 著者名/発表者名
      同前友季子,三宅陽平,林有里紗,永井 淳,道上知美
    • 学会等名
      第105次日本法医学会学術全国集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Forensic identification from mixed and dried blood spots using single-cell genomic technique.2021

    • 著者名/発表者名
      Dozen Y, Miyake Y, Hayashi A, Nagai A, Michiue T
    • 学会等名
      The 100th Annual Conference of the German Society for Forensic Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シングルセルゲノム解析による混合血痕からの個人識別 -DNA型フルプロファイリングの試み-2021

    • 著者名/発表者名
      三宅陽平,同前友季子,岡本元臣,巽 健翔,林有里紗,道上知美,永井 淳
    • 学会等名
      日本DNA多型学会第30回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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