| 研究課題/領域番号 |
23H00342
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
浅川 修一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30231872)
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| 研究分担者 |
稲野 俊直 近畿大学, 水産研究所, 准教授 (50604609)
黒河内 寛之 独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 協力研究員 (00609000)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
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| 配分額 *注記 |
47,320千円 (直接経費: 36,400千円、間接経費: 10,920千円)
2025年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2024年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2023年度: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
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| キーワード | ゲノム / マッピング / デジタルゲノムマッピング / DGM / ラディエーションハイブリッド / 整列化 / ハプロイド連鎖解析 / ハイブリッド連鎖解析 / デジタルマッピング / ラディエーションハイブリッド法 / チョウザメ / アユ / スマ・クロマグロ / マツタケ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代シーケンサ（NGS）によりゲノムシーケンシング自体は容易になったが、アセンブルされたゲノムの部分配列を整列化し、各染色体を構成する高精度のゲノムを構築することは、いまだに容易ではない。
本研究では、連鎖解析、Hi-C法と同等以上の染色体上への整列情報を、微量のゲノムDNAを用いるだけで、はるかに簡便で原核生物、真核生物を問わずに獲得できる汎用性が高く画期的な新手法であるデジタルゲノムマッピング法を考案したので、その確立と応用を目指す。
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| 研究実績の概要 |
１ 稻野らが作製したアユのハプロイドゲノムをもつ発生卵／仔魚366個体からDNAを調製した。そのうち191個体、および親個体（母親１個体）、計192個体のDNAライブラリーを構築し、シーケンシングを行った結果、合計195.35 Gbの塩基配列データを得た。現在そのマッピング、SNPタイピングを進めている。
２ ハンガリーの共同研究者よりロシアチョウザメのメス3尾の卵とアメリカンパドルフィッシュのオス3尾の精子を受精させて得られた雑種魚を提供された。これら計144個体のシーケンシングを行った結果、123個体からのべ248Gbの十分なリードが得られた。またナノポアシーケンサーによってロングリードシーケンシングを行い、親個体のゲノムアセンブルを進めている。また稻野らによってコチョウザメの雌性発生２倍体、半数体が作出された。
３ クロマグロとスマの雑種個体を用いた連鎖地図作製に関して、雌側のスマについてその連鎖地図を活用したゲノム解析データは報告済みであるが、雄側のクロマグロに関して解析は解析途中であったためその連鎖地図構築を進めた。
４ マツタケゲノム解析プロジェクトに参画し、マツタケのT2Tの構築に貢献した。またアコヤガイの白色貝原因遺伝子探索において、連鎖解析により遺伝子座の領域を特定し、有力な白色原因遺伝子を得た。
5 デジタルマッピングについては、まず手法の確立を目指した。そのターゲットとして、その体内で多量のフグ毒を産生するがドラフトゲノムが存在しないオオツノヒラムシ、ドラフトゲノムシーケンスが存在するオキゴンドウイルカを選抜した。各種条件検討の結果、原理的には問題がなく行えることが分かった。オオツノヒラムシについては自らドラフトゲノムを構築するとともに、BACライブラリー構築に用いた長鎖DNA精製法を活用し、ナノポアによって長い連続配列を得ることができる感触を得た。
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| 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
上記のようの本研究は着実に進んでおり、直面した問題点も把握できている。今後も本研究を着実に推進できると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
デジタルマッピングの実験条件を検討、シーケンシングを行ってそのデータをマッピングした結果、ひとつ予想外の結果が得られ、その部分を解決する必要があることが分かった。それは50kb以上のDNA断片を精製してゲノム増幅を行い、シーケンシングを行って得られたデータをドラフトゲノムにマッピングしたところ、予想では50kb以上の領域を連続的にカバーするようなマッピング結果が得られると考えていたが、実際には10kb以下の領域にしか連続してマップされていないことが分かった。
これらの結果は、オオツノヒラムシ、オキゴンドウイルカのどちらにおいても共通して見られたことから、今回検討した手法では、５０kb以上の断片を精製しているにも関わらず、そのうちの１０kb程度の配列部分しか選択的に増幅されない何らかの理由があるものと考えられた。そこで今年度は、その理由を解明し、導入した長鎖DNAがなるべく均等に増幅される手法を検討したいと考えている。
またBACライブラリ構築で活用した長鎖DNAのNanoporeシーケンシングにおいては、確かに短いDNA断片のリードは格段に減っているものの、長いDNAのリードのクオリティが低く有効なデータとして使えるものは少ないことが分かった。この理由がなんであるかは分かっていないが、オオツノヒラムシのDNAが修飾されていることや、タンパク質などが強固に結合していることなどが可能性として考えられる。そこで今年度はDNAのソースを変えて、まずは長鎖DNA解読の有効な手法として確立することを目指したいと考えている。
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