| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
17H06305
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
伊藤 隆司 九州大学, 医学研究院, 教授 (90201326)
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| 研究分担者 |
梅山 大地 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (30706370)
荒木 啓充 九州大学, 経済学研究院, 助教 (60572823)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| キーワード | エピゲノム / DNAメチル化 / PBAT / DMS-seq / 独立成分分析 / cfDNA |
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| 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TACS ligation法を開発し、これとランダムプライミングを組み合わせたtPBAT法を確立した。更に、バイサルファイト変換DNAの末端を修復してTACS ligationでアダプタを付加し、そこから伸長した相補鎖の末端に再度TACSライゲーションによるアダプタ付加を行う方法を試みて、バイアスの解消に成功した。更に非バイサルファイト法であるEM-seqの評価を行うとともに、ここで用いるAPOBECを利用してACE-seqによるヒドロキシメチル化解析が可能であることも確認した。これらを用いて領域内のメチローム解析支援を実施した。
また、脳腫瘍および骨腫瘍のメチロームデータに独立成分分析を適用することによって、腫瘍の種類に関わらずヒストンH3.3のGly34変異に特異的なメチロームシグナチャを見い出すことに成功した。同変異を有する細胞株で変異アレルを欠失することでこのシグナチャが減弱することを確認した。
また、TACS ligation法によって短鎖DNAの解析も可能になったため、血中cfDNAメチロームの解析を試みた。その過程において常用されているcfDNA調製法では見逃される短鎖１本鎖DNAが大量に存在することを明らかにした。TACS ligation法によるライブラリ作成とシーケンシングでこれらのDNAの性状を解析したところ、G4構造を有するDNAの相補鎖が濃縮されることが判明した。G4 DNAの相補鎖はi-motifと呼ばれる独特の高次構造を形成することが注目されており、これまで見逃されてきた新しいcfDNA画分の医学生物学的意義を考える上で興味深い結果であると思われた。
次世代ゲノムフットプリント法の開発：DMS-seqに関しては、TACSライゲーションの応用によるライブラリ作成法の改良を進めた。DamID-seqについてもDam変異体の利用などで最適化を進め、ナノポアシーケンサーによる検出を試みている。
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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
メチローム解析技術の高度化は着実に進行し、そこで開発された要素技術によって想定外のcfDNA画分の発見と解析が進んだ。
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| 今後の研究の推進方策 |
ヒストン修飾情報をDNAメチル化としてエンコードする手法を開発し、こうして加筆したメチロームをこれまでに培ってきたメチローム解析技術で解読することによって、多階層エピゲノム解析を実現する。併せて、新規cfDNA画分の解析を進める。
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