• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

パーソナルインタラクトーム計測技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H02428
研究機関東京大学

研究代表者

谷内江 望  東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (60636801)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードインタラクトーム / DNAバーコード / 次世代シークエンシング
研究実績の概要

がん等のヒトの疾患が単一の遺伝子や単純なパスウェイの損傷として説明できる例は少なく、その殆どは複雑な細胞内ネットワーク全体の不全として考えなくてはならない。近年、網羅的なタンパク質間の相互作用 (インタラクトーム) が計測可能になり、医学分野においては、患者個人のゲノム変異情報をリファレンスインタラクトームにマッピングすることで病態予測や予後予測の精度が向上することが示されている。また疾患関連変異が他のゲノム変異に比べて有意に多くのタンパク質間相互作用を阻害することも知られている。したがって、パーソナルゲノム情報に加えてヒト組織から固有のインタラクトームを計測することができれば、より高精度な病態予測が可能になると考えられるが、現在までにそのようなテクノロジーはない。本研究では申請者が過去に開発した高速インタラクトーム同定技術BFG-Y2H法を発展させることによってパーソナルイン タラクトーム技術を確立することを目指している。水-油系エマルジョンとDNAバーコード化ビーズを用いてライブラリー作成時における様々なバイアスが最小化されたバーコード化パーソナルORFライブラリー合成手法の開発を進め、2018年度はHEK293Ta細胞において高発現していることが知られている多様なORFについて共通のバーコード化DNAプライマーによって完全長cDNAの逆転写ライブラリーを構築できることを実証した。また他のインタラクトーム同定手法であるDHFR-PCA法を応用した新たな高速インタラクトーム同定手法としてのBFG-PCA法の開発を進め、これが約50 ORF群の間でのインタラクトームを効率良く計測できる技術であることを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本手法では、遺伝子毎に特異的なDNAバーコードカセットと連結した逆転写プライマーと増幅用プライマーがビオチン-アビジン結合によって表面に固相化されたマイクロビーズが解析スペース内の対象遺伝子全てについて準備される。本ビーズ表面上では特異的なDNAバーコードカセットと連結したcDNAを合成することができる。ヒト組織からトータルRNAを得て、多種類のビーズ群と混合し、ビーズのみを精製することによって、ビーズ表面に特異的なRNA産物が捕捉されたものを得る。1st strand cDNAを合成後、これをエマルジョン内にPCR試薬と共にカプセル化してPCR反応を行い、PCR競合やプライマー間の干渉がない状態でそれぞれのORFをプール状で一斉に増幅する。各ORFはそれぞれ設計されたDNAバーコードカセットと特異的に連結し、回収されたバーコード化パーソナルORFプールは一斉にGateway BP反応によってGateway Entryベクターにクローニングされ、これを用いたインタラクトーム計測を行う。2018年度は多様なORFについて共通のバーコード化DNAプライマーによる完全長cDNA逆転写手法を樹立したが、最適なプロトコルを得るまでの過程で多くの検討が必要となり、プール化したプライマーから一斉にパーソナルORFプールを得る部分まで実証することができなかった。一方でこの部分の安定したDNAプライマーのデザインやプロトコルについて得ることができたため、以降のプロセスの開発について来年度以降一定の成果を得られる見通しがついた。

今後の研究の推進方策

計画に沿って以下の部分について開発を進める:
1) バーコード化ビーズ表面上での特異的なRNA産物の捕捉プロトコルの開発
2) バーコード化ビーズ上での1st strand cDNA
3) エマルジョン内おける完全長cDNAの増幅手法の開発
4) バーコード化パーソナルORFプールによるBFG-Y2Hライブラリーの作成
5) HEK293Ta細胞から得たトータルRNAをパーソナルトータルRNAとして模したものからのインタラクトーム計測

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Laval University/University of Toronto/Mt Sinai Hospital(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      Laval University/University of Toronto/Mt Sinai Hospital
  • [雑誌論文] The role of structural pleiotropy and regulatory evolution in the retention of heteromers of paralogs2019

    • 著者名/発表者名
      Marchant Axelle、Cisneros Angel F.、Dube Alexandre K、Gagnon-Arsenault Isabelle、Ascencio Diana、Jain Honey A.、Aube Simon、Eberlein Chris、Evans-Yamamoto Daniel、Yachie Nozomu、Landry Christian R
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: NA ページ: NA

    • DOI

      https://doi.org/10.1101/564401

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Psychrobacter sp. Strain KH172YL61, Isolated from Deep-Sea Sediments in the Nankai Trough, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Evans-Yamamoto Daniel、Takeuchi Nao、Masuda Takahiro、Murai Yumi、Onuma Yasuhide、Mori Hideto、Masuyama Nanami、Ishiguro Soh、Yachie Nozomu、Arakawa Kazuharu
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 ページ: NA

    • DOI

      10.1128/MRA.00326-19

    • 査読あり
  • [雑誌論文] beditor: A Computational Workflow for Designing Libraries of Guide RNAs for CRISPR-Mediated Base Editing2019

    • 著者名/発表者名
      Dandage Rohan、Despres Philippe C.、Yachie Nozomu、Landry Christian R.
    • 雑誌名

      Genetics

      巻: NA ページ: genetics.30208

    • DOI

      https://doi.org/10.1534/genetics.119.302089

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fast and global detection of periodic sequence repeats in large genomic resources2018

    • 著者名/発表者名
      Mori Hideto、Evans-Yamamoto Daniel、Ishiguro Soh、Tomita Masaru、Yachie Nozomu
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 47 ページ: e8~e8

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/nar/gky890

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Engineered CRISPR-Cas9 nuclease with expanded targeting space2018

    • 著者名/発表者名
      Nishimasu Hiroshi、Shi Xi、Ishiguro Soh、Gao Linyi、Hirano Seiichi、Okazaki Sae、Noda Taichi、Abudayyeh Omar O.、Gootenberg Jonathan S.、Mori Hideto、Oura Seiya、Holmes Benjamin、Tanaka Mamoru、Seki Motoaki、Hirano Hisato、Aburatani Hiroyuki、Ishitani Ryuichiro、Ikawa Masahito、Yachie Nozomu、Zhang Feng、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Science

      巻: 361 ページ: 1259~1262

    • DOI

      10.1126/science.aas9129

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Double Selection Enhances the Efficiency of Target-AID and Cas9-Based Genome Editing in Yeast2018

    • 著者名/発表者名
      Despres Philippe C、Dube Alexandre K、Nielly-Thibault Lou、Yachie Nozomu、Landry Christian R
    • 雑誌名

      G3: Genes|Genomes|Genetics

      巻: 8 ページ: 3163~3171

    • DOI

      https://doi.org/10.1534/g3.118.200461

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Bringing the sense of amazing yeast genetics to mammalian biology2018

    • 著者名/発表者名
      谷内江 望
    • 学会等名
      第22回酵母合同シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthetic DNA memory devices to measure molecular and cellular dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      谷内江 望
    • 学会等名
      生命科学系フロンティアミーティング 2018
    • 招待講演
  • [学会発表] Developing new genome editing technologies2018

    • 著者名/発表者名
      谷内江 望
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] A new genetic marker to analyze molecular dynamics of a same clone in complex cell populations2018

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Yachie
    • 学会等名
      The 91st Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
  • [学会発表] Scaling up massively parallel experiments using DNA barcodes2018

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Yachie
    • 学会等名
      JST ImPACT Artificial Cell Program, Tokyo
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chasing molecular and cellular dynamics using DNA barcodes2018

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Yachie
    • 学会等名
      Cell Mapping Symposium, San Diego, US
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] We do not have a time machine, but can install a recording system to a cell2018

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Yachie
    • 学会等名
      Asian Synthetic Biology Association 2018, Ceju, Korea
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Yachie Laboratory at the University of Tokyo

    • URL

      http://yachie-lab.org/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi