人工制限酵素を用いたミトコンドリアDNAへの変異導入法の開発と確定診断への応用

• 研究課題/領域番号: 25670261
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用薬理学
• 研究機関: 埼玉医科大学
• 研究代表者: 八塚 由紀子 埼玉医科大学, 医学部, 助手 (20458524)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: ミトコンドリアDNA / 遺伝子診断・治療 / 人工制限酵素 / 遺伝子工学

研究成果の概要

ミトコンドリア呼吸鎖異常症患者のミトコンドリアDNA（mtDNA）全周解析により新規変異を同定した。従来、Cybrid作製による確定診断が行われてきたが、本研究ではミトコンドリア局在型人工制限酵素を使用した新たな診断法の構築を試みた。
本研究で作製したミトコンドリア局在型人工制限酵素は1塩基の違いでさえも正確に読み分け、mtDNA上の標的配列を認識・切断した。変異導入は実現できなかったが、heteroplasmy（変異を持たないmtDNAと変異を持つmtDNAが一定の割合で混在）の見られる細胞において、その存在比を調節することが可能となり、新たな確定診断法の開発に1歩近付いた。

研究成果

• [雑誌論文] A comprehensive genomic analysis reveals the genetic landscape of mitochondrial respiratory chain deficiency. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohda M, Mizuno Y, Hirata T, Yatsuka Y, Yamashita, Okuda A, Borna NN, Banshoya K, Ohnuma K, Suzuki T, Nagao A, Maehata H, Matsuda F, Higasa K, Nagasaki M, Yasuda J, Yamamoto M, Fushimi T, Shimura M, Kaiho-Ichimoto K, Harashima H, Yamazaki T, Mori M, Murayama K, Ohtake A, Okazaki Y.
  • 雑誌名: PLoS Genetics: 巻: 12(1) 号: 1 ページ: e1005679-e1005679
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005679
  • 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] Myocerebrohepatopathy spectrum disorder due to POLG mutations: A clinicopathological report. (2014)
  • 著者名/発表者名: Montassir H, Maegaki Y, Murayama K, Yamazaki T, Kohda M, Ohtake A, Iwasa H, Yatsuka Y, Okazaki Y, Sugiura C, Nagata I, Toyoshima M, Saito Y, Itoh M, Nishino I, Ohno K.
  • 雑誌名: Brain & development 巻: S0387-7604(14) 号: 7 ページ: 261-267
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2014.10.013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A comprehensive genomic analysis reveals the genetic landscape of mitochondrial respiratory chain complex deficiencies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Masakzu Kohda, Yoshimi Tokuzawa, Yoshihito Kishita, Hiromi Nyuzuki, Yosuke Mizuno, Tomoko Hirata, Yukiko Yatsuka, et al.
  • 学会等名: 第15回日本ミトコンドリア学会年会
  • 発表場所: 福井県国際交流会館（福井県福井市）
  • 年月日: 2015-11-19
  • 国際学会
• [学会発表] 全エキソーム解析で病因を同定したミトコンドリア呼吸鎖異常症の出生前遺伝子診断 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山崎太郎、原嶋宏子、伏見拓矢、志村 優、八塚由紀子、木下善仁、神田将和、岡崎康司、村山 圭、大竹 明
  • 学会等名: 第13回 アジア先天代謝異常症シンポジウム
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] ミトコンドリア呼吸鎖複合体異常症のゲノム解析と新規原因遺伝子の発見 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神田 将和、徳澤 佳美、木下 善仁、森山 陽介、水野 洋介、平田 智子、八塚 由紀子、菅原 泉、仲地 豊、加藤 英政、田丸 俊輔、入月 浩美、Nurun Nahar Borna、原嶋 宏子、山崎 太郎、森雅人、村山 圭、大竹 明、岡崎 康司
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会 第60回大会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-10-14
• [学会発表] Large-scale comprehensive identification and analysis of causative genes in mitochondrial respiratory chain disorder (2014)
  • 著者名/発表者名: Y Kishita, Y Tokuzawa, M Kohda, Y Moriyama, Y Yamashita-Sugahara, S Tamaru, H Tochigi, Y Mizuno, N Uehara, Y Nakachi, Y Yatsuka, H Nyuzuki, S Suzuki, NN Borna, T Hirata, N Matoba, H Kato, A Okuda, M Mori, M Ajima, H Harashima, T Yamazaki, K Murayama, A Ohtake, Y Okazaki
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] A comprehensive genomic analysis of 144 patients with mitochondrial respiratory chain deficiencies. (2014)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Kohda, Yoshimi Tokuzawa, Yoshihito Kishita, Yzumi Yamashita-Sugahara, Yosuke Mizuno, Yutaka Nakachi, Tomoko Hirata, Yukiko Kanesaki-Yatsuka, Hiroko Harashima, Taro Yamazaki, Masato Mori, Kei Murayama, Hidemasa Kato, Akira Ohtake, Yasushi Okazaki
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第59回大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-22
• [学会発表] A comprehensive genomic analysis for mitochondrial respiratory chain disorder. (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kohda, Y. Tokuzawa, Y. Kishita, Y. Yamashita-Sugahara, Y. Mizuno, Y. Nakachi, Y. Moriyama, T. Hirata, Y. Kanesaki-Yatsuka, H. Harashima, M. Ajima, T. Yamazaki, M. Mori, K. Murayama, H. Kato, A. Ohtake, Y. Okazaki
  • 学会等名: アメリカ人類遺伝学会（ASHG2014）
  • 発表場所: サンディエゴ（米カリフォルニア）
  • 年月日: 2014-10-18 – 2014-10-22
• [備考] MO Bank
  • URL: http://mo-bank.com/index.html
• [備考] 文部科学省 革新的細胞解析研究プログラム（セルイノベーション）先導研究 課題A
  • URL: http://www.cell-innovation.org/html/program/theme_010_okazaki.html
• [備考] 埼玉医科大学ゲノム医学研究センター
  • URL: http://www.saitama-med.ac.jp/genome/
• [備考] 埼玉医科大学ゲノム医学研究センター(ゲノム科学部門）
  • URL: http://www.saitama-med.ac.jp/genome/Div05_FGSM/index.html
• [備考] 文部科学省 革新的細胞解析研究プログラム（セルイノベーション）先導研究 課題A
  • URL: http://www.cell-innovation.org/html/program/theme_010_okazaki.html
• [備考] 埼玉医科大学ゲノム医学研究センター
  • URL: http://www.saitama-med.ac.jp/genome/
• [備考] 埼玉医科大学ゲノム医学研究センター(ゲノム科学部門）
  • URL: http://www.saitama-med.ac.jp/genome/Div05_FGSM/index.html