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2017 年度 実績報告書

次世代エピゲノム解析技術の開発とその応用

計画研究

研究領域代謝アダプテーションのトランスオミクス解析
研究課題/領域番号 17H06305
研究機関九州大学

研究代表者

伊藤 隆司  九州大学, 医学研究院, 教授 (90201326)

研究分担者 梅山 大地  国立研究開発法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, 研究員 (30706370)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワードエピゲノム / クロマチン / DNAメチル化
研究実績の概要

次世代メチローム解析技術の開発:次世代型PBATの基盤技術として開発中であった独自の一本鎖DNA連結法TACSライゲーションの最適化を更に進めた。バイサルファイト処理DNAにTACSライゲーションを適用すると通常のssDNAに適用した場合よりも効率が低い点が問題となったが、その原因はバイサルファイト変換による3'切断端が通常の水酸基やリン酸基ではない構造を有するためと考えられた。そこで、考えられるいくつかの構造を解消できる可能性を有する酵素を発現精製して使用したところ、末端修復反応の効果が認められた。これと平行してTACSライゲーションを適用した後の相補鎖合成反応の最適化を中心に進めた。一方、ランダムプライミングで伸長した相補鎖に対してTACSライゲーションを適用する方法も試みて有用性が確認されたため、この方法をHiSeqX10を利用して行うことで領域内の支援を行うこととした。また、進展の著しいナノポアシーケンサーにも着目し、長鎖エピゲノム解析への応用についても予備的検討に着手した。

次世代ゲノムフットプリント解析技術の開発:DMS-seqの成果を取りまとめて論文を発表した。詳細なプロトコルについても論文が受理された。ChIPデータの活用についても上記論文中に盛り込んだ。またDamメチレースによる人工的メチル化を用いたゲノムフットプリンティングの可能性についても検討を行い、DamID-seq変法を開発した。

次世代エピゲノム解析技術の応用:オンコメタボライト2HG添加によるヒト正常アストロサイトの解析を進めている。

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

次世代メチローム解析技術については、要素技術TACSライゲーションの開発が順調に進んでおり、その成果を早期に領域内支援を行うための体制も整備された。また、進展の著しいナノポアシーケンサーに着目して、その長鎖エピゲノム解析への応用についても予備的検討を開始した。
次世代ゲノムフットプリント解析技術については、DMS-seqに関する論文を発表し、更に詳細なプロトコルも受理された。iDMS-seqについては原理的な有効性を上記論文に盛り込むことも出来た。

今後の研究の推進方策

次世代メチローム解析技術については、完全にランダムプライミングを排した方法の確立を急ぐとともに、長鎖DNAへの応用を検討する。また、進展の著しいナノポアシーケンサーの長鎖エピゲノム解析への応用を本格化する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 その他

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

  • [雑誌論文] Post-Bisulfite Adaptor Tagging for PCR-Free Whole-Genome Bisulfite Sequencing.2018

    • 著者名/発表者名
      Miura F, Ito T
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1708 ページ: 123-136

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7481-8_7.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DMS-Seq for In Vivo Genome-wide Mapping of Protein-DNA Interactions and Nucleosome Centers.2017

    • 著者名/発表者名
      Umeyama T, Ito T
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 21 ページ: 289-300

    • DOI

      doi: 10.1016/j.celrep.2017.09.035.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] PBATによる極微量メチロームシーケンシング2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆司
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第62回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Epigenome sequencing methods for comprehensive analysis of in vivo protein-DNA interactions and DNA methylation2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ito
    • 学会等名
      The 1st International Symposium for Trans-Omics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 細胞内におけるタンパク質-DNA相互作用の全体像を捉える新しい方法を開発

    • URL

      http://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/185

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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