次世代ゲノム時代の染色体構造異常新規分類へ向けた基盤整備

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04710
• 研究機関: 藤田保健衛生大学
• 研究代表者: 倉橋 浩樹 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 教授 (30243215)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 染色体 / ゲノム / 複雑構造異常 / クロモスリプシス / 複製の停止 / 鋳型乗り換え

研究実績の概要

染色体の複雑構造異常の発生メカニズムはまだよくわかっていない。単純な染色体構造異常は、従来より、DNAの2重鎖切断とその誤った修復によって発生すると考えられてきた。実際に切断点や結合部のゲノム解析により、繰り返して起こる構造異常は、繰り返し配列に起こった切断に対して、染色体上の別の位置の相同配列を介して修復する、修復のエラー、すなわち非アリル間相同組み換え（Non-allelic homologous recombination）の経路によって発生する。繰り返し起こらない構造異常は、ランダムな切断に対して、非相同末端結合（Non-homologous end joining）によって発生する。本研究ではG分染法で三カ所以上の切断点を持つ構造異常の切断点の解析を行った。最初にマイクロアレイ染色体検査を行ったが、切断点近傍のコピー数は複雑で、クロモスリプシスと呼ばれる染色体破砕現象が生じていることが予想された。引き続いて、次世代シーケンサーによる全ゲノムシーケンスをメイトペアで行うことにより、構造異常の切断点及びジャンクションの配列情報を得た。解析したすべての症例において切断点にはG分染法では見つからない複雑な再構成が存在した。ジャンクション配列は数塩基のマイクロホモロジーを介して結合しており、なんらかの複製の停止（Fork Stalling and Template Switching: FoSTeS）の関与が推測された。停止後の複製の再開は、DNA端の核内距離が近い同時進行中の近傍の複製フォークへの侵入、鋳型乗り換え（Microhomology-Mediated Break-Induced Replication: MMBIR）による複製の再開が示唆されているが、それを予想させるデータであった。本研究の結果と近年の知見から、遅滞染色体に起因する微小核の中の染色体が、DNA複製の進行度が核ゲノムとずれが生じることで、DNA鎖の断端が発生し、上記の経路で修復されることにより複雑構造異常が生じることが推測された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Newcastle University(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: Newcastle University
• [国際共同研究] Cornell University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Cornell University
• [雑誌論文] Twin pregnancy with chromosomal abnormalities mimicking a gestational trophoblastic disorder and coexistent foetus on ultrasound (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohwaki A, Nishizawa H, Aida N, Kato T, Kambayashi A, Miyazaki J, Ito M, Urano M, Kiriyama Y, Kuroda M, Nakayama M, Sonta SI, Suzumori K, Sekiya T, Kurahashi H, Fujii T.
  • 雑誌名: J Obstet Gynaecol 巻: 38 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1111/cga.12278
  • 査読あり
• [雑誌論文] PCS/MVA syndrome caused by an Alu insertion in the BUB1B gene (2017)
  • 著者名/発表者名: Kato M, Kato T, Hosoba E, Ohashi M, Fujisaki M, Ozaki M, Yamaguchi M, Sameshima H, Kurahashi H
  • 雑誌名: Hum Genome Var 巻: 4 ページ: 17021
  • DOI: 10.1038/hgv.2017.21
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel missense mutation in DLL4 in a Japanese sporadic case of Adams-Oliver syndrome (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagasaka M, Taniguchi-Ikeda M, Inagaki H, Ouchi Y, Kurokawa D, Yamana K, Harada R, Nozu K, Sakai Y, Mishra SK, Yamaguchi Y, Morikoka I, Toda T, Kurahashi H, Iijima K
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 62 ページ: 869
  • DOI: 10.1038/jhg.2017.59
  • 査読あり
• [雑誌論文] A case with concurrent duplication, triplication, and uniparental isodisomy at 1q42.12-qter supporting microhomology-mediated break-induced replication model for replicative rearrangements (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohmoto T, Okamoto N, Naruto T, Murata C, Ouchi Y, Fujita N, Inagaki H, Satomura S, Okamoto N, Saito M, Masuda K, Kurahashi H, Imoto I
  • 雑誌名: Mol Cytogenet 巻: 10 ページ: 15
  • DOI: 10.1186/s13039-017-0316-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intragenic DOK7 deletion detected by whole-genome sequencing in congenital myasthenic syndromes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Azuma Y, Topf A, Evangelista T, Lorenzoni PJ, Roos A, Viana P, Inagaki H, Kurahashi H, Lochmuller H
  • 雑誌名: Neurol Genet 巻: 3 ページ: e152
  • DOI: 10.1212/NXG.0000000000000152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the origin of inherited chromosomally integrated human herpesvirus 6 in the Japanese population (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Y, Ohye T, Miura H, Ihira M, Kato Y, Kurahashi H, Yoshikawa T
  • 雑誌名: J Gen Virol 巻: 98 ページ: 1823-1830
  • DOI: 10.1099/jgv.0.000834
  • 査読あり
• [雑誌論文] The DNA damage checkpoint eliminates mouse oocytes with chromosome synapsis failure (2017)
  • 著者名/発表者名: Rinaldi VD, Bolcun-Filas E, Kogo H, Kurahashi H, Schimenti JC
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: 67 ページ: 1026-1036.e2
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2017.07.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remote intracranial recurrence of IDH mutant gliomas is associated with TP53 mutations and an 8q gain (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakae S, Kato T, Murayama K, Sasaki H, Abe M, Kumon M, Kumai T, Yamashiro K, Inamasu J, Hasegawa M, Kurahashi H, Hirose Y
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 8 ページ: 84729-84742
  • DOI: 10.18632/oncotarget.20951
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomic characterization of chromosomal insertions: Implication for mechanism leading to the chromothripsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Kato T, Ouchi Y, Inagaki H, Makita Y, Mizuno S, Kajita M, Ikeda T, Takeuchi K, Kurahashi H
  • 雑誌名: Cytogenet Genome Res 巻: 153 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1159/000481586
  • 査読あり
• [学会発表] Recent advance in our understanding of the molecular nature of chromosomal abnormalities (2017)
  • 著者名/発表者名: 倉橋浩樹
  • 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] Screening for Genetic Disease within the Asian Context (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Kurahashi
  • 学会等名: ASPIRE 3rd Masterclass
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 次世代型PGD/PGSの現状と問題点 (2017)
  • 著者名/発表者名: 倉橋浩樹
  • 学会等名: 第62回日本生殖医学会学術講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 造血器腫瘍のクリニカルシーケンスにおける遺伝診療体制の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 倉橋浩樹
  • 学会等名: 第５９回日本小児血液・がん学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 網羅的手法による次世代型PGD ～PGDの実際とこれから (2017)
  • 著者名/発表者名: 倉橋浩樹
  • 学会等名: JISARTシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 着床前診断の現状と今後の展望 (2017)
  • 著者名/発表者名: 倉橋浩樹
  • 学会等名: 第19回日本イアンドナルド超音波講座
  • 招待講演
• [備考] 藤田保健衛生大学・総合医科学研究所・分子遺伝学研究部門
  • URL: http://molgen.icms.fujita-hu.ac.jp