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パーソナルゲノム治療にむけたPrime Editingゲノム編集データベース構築

研究課題

研究課題/領域番号 21K17855
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
研究機関広島大学

研究代表者

中前 和恭  広島大学, ゲノム編集イノベーションセンター, 共同研究講座助教 (00882995)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードゲノム編集 / Prime Editing / オフターゲット / RNAシーケンシング / ナノポアシーケンシング / ナノポアシーケシング / パーソナルゲノム / ナノポアシーケンス / 遺伝子治療 / Prime editing / Personalized medicine / ナノポア
研究開始時の研究の概要

新しいゲノム編集技術『Prime Editing』はヒトの病原変異全体の8割以上を正確に治療できると期待されている有望な技術である。
本研究では、ゲノムワイドなガイドRNAデータベースの構築を通じて、疾患遺伝子の治療が可能なPrime Editingデザインを広く提供することを目指す。
また、患者個人のゲノム情報を考慮した遺伝子治療を支援することを目指し、ナノポアシーケンサーのデータを活用した『個別シーケンスシステム』をデータベースに組み込み、パーソナルゲノム治療にむけた情報インフラを整えるとともに、実際にヒトの培養細胞を使った実証研究を行う。

研究成果の概要

助成期間内において、ゲノム編集の標的領域あるいは非標的領域の個別シーケンス解析系の検討、さらに配列検索プログラムやPrime Editing活性予測システムの構築を実施した。非編集標的領域の個別シーケンス解析系では、RNAシーケンシングデータからパーソナルゲノムで生じた非標的領域の変異導入の痕跡とその表現型への影響力を予測するパイプライン「DANGER analysis」を構築した。
これら成果を組み合わせたWebデータベースツール「PrimeMe Designer」を構築するために「https://www.primeme-designer.com」上でウェブシステムの公開準備を進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、計算予測からPrime Editingによる治療可能性が高い病原変異をゲノムワイドにプロファイリングし、患者が保有するユニークな変異シーケンス情報を考慮する個別シーケンスシステムの構築とその実証を目的とした。
本助成によって構築された「DANGER analysis」はゲノム編集によってゲノム編集を治療として受ける患者で発生しうる生物学的な影響を予測することができる。
また、Webデータベースツール「PrimeMe Designer」では利用者個人の遺伝子情報から安全なゲノム編集ツールの設計情報をシームレスに得ることができると期待される。

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 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] DANGER analysis: risk-averse on/off-target assessment for CRISPR editing without a reference genome2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamae Kazuki、Bono Hidemasa
    • 雑誌名

      Bioinformatics Advances

      巻: 3 号: 1

    • DOI

      10.1093/bioadv/vbad114

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detailed profiling with MaChIAto reveals various genomic and epigenomic features affecting the efficacy of knock-out, short homology-based knock-in and Prime Editing2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamae, Mitsumasa Takenaga, Shota Nakade, Akinori Awazu, Naoaki Sakamoto, Takashi Yamamoto, Tetsushi Sakuma
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: NA

    • DOI

      10.1101/2022.06.27.496697

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Computational Resources for Industrial Application of Genome Editing2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamae
    • 学会等名
      JAACT2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集の安全性評価ソフトウェアの開発 安心してゲノム育種に取り組める社会を目指して2023

    • 著者名/発表者名
      中前 和恭
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] DANGER Analysis:表現型への影響を評価する新規オフターゲット解析ツール2023

    • 著者名/発表者名
      中前和恭
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会 第8回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Sequence-based parameters contributing to the efficiency and accuracy of MMEJ-assisted knock-in and Prime Editing2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamae
    • 学会等名
      FASEB: The Genome Engineering Conference: Cutting-edge Research and Applications
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sequence-based parameters contributing to the efficiency and accuracy of MMEJ-assisted knock-in and Prime Editing2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamae
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Sequence-based parameters contributing to the efficiency of MMEJ-assisted knock-in and Prime Editing2021

    • 著者名/発表者名
      中前和恭
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会第6回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Sequence-based parameters contributing to the efficiency of MMEJ-assisted knock-in and Prime Editing2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamae
    • 学会等名
      CSHL meeting: GENOME ENGINEERING: CRISPR FRONTIERS
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] PrimeMe Designer

    • URL

      https://www.primeme-designer.com

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] DANGER analysis 広島大学プレスリリース

    • URL

      https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/79088

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] DANGER analysis 広島大学プレスリリース(英語版)

    • URL

      https://www.hiroshima-u.ac.jp/en/news/79417

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] MaChIAto公開ページ

    • URL

      https://machiatopage.github.io

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] MaChIAtoソースコード

    • URL

      https://github.com/KazukiNakamae/MaChIAto/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] MaChIAto Dockerイメージ配布ページ

    • URL

      https://hub.docker.com/r/kazukinakamae/machiato

    • 関連する報告書
      2022 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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