| 研究課題/領域番号 |
18K07511
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
三橋 弘明 東海大学, 工学部, 講師 (20466220)
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| 研究分担者 |
三橋 里美 横浜市立大学, 医学部, 助教 (40466222)
中川 草 東海大学, 医学部, 講師 (70510014)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | DUX4 / FSHD / トランスクリプトーム |
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| 研究実績の概要 |
顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー(FSHD)は患者数が最も多い型の筋ジストロフィーの１つであり、顔、肩、上腕の筋肉に進行性の筋萎縮、筋力低下を示す。我々はこれまでに、原因遺伝子DUX4から発現するDUX4-flタンパク質が転写因子として働き、細胞内の正常な転写秩序を撹乱して細胞死を引き起こすことを明らかにしてきた。近年、DUX4-flが内在性レトロウイルス・LTRトランスポゾン(ERV/MaLR)の転写を促進することが報告された。ERV/MaLRはレトロウイルスと関連が深いトランスポゾンの一種で、これまで機能を持たないジャンクDNAと考えられてきた。したがってDUX4-flによるERV/MaLRの活性化がFSHD病態にどのように関与するのはまったく謎であり、その意義の解明が急務である。しかし、ERV/MaLRはゲノム上に多コピー存在するため、従来のショートリード型シークエンサーでは、どのゲノム領域から発現が起きているのか、正確な情報を得ることが難しかった。そこで本研究では、新型ロングリードシークエンサーとバイオインフォマティクス用いて、ERV/MaLR由来転写産物を網羅的に同定し、そのFSHD病態への関与を調べることを目指した。H30年度は、ヒトの筋肉由来の細胞株であるRD細胞にDUX4-flを導入し、mRNAを抽出して、ロングリードシークエンサーを用いて網羅的発現解析をおこなった。その結果、特定のゲノム領域から発現している複数のERV/MaLRを同定した。また、ERV/MaLR以外の非遺伝子領域からの特異的な転写活性化も見出すことができた。さらに、これらのシークエンスデータをバイオインフォマティクス解析するために、独自のERV由来配列データベースであるgEVEを改良したgEVE2の開発も進めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
RD細胞にDUX4-flを導入し、網羅的解析に十分な量のmRNAを精製することができた。得られたmRNAを用い、ロングリードシークエンサーによる網羅的発現解析をおこなった。文部科学省の助成事業「先進ゲノム支援」に採択していただいたため、予定よりもハイスペックなPromethIONシークエンサーで解析をおこなうことができ、世界でも最高水準の詳細なERV/MaLRトランスクリプトームデータを得ることに成功した。また、これらの大規模データーを処理するためのデータベースgEVEの改良も進めることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、得られたトランスクリプトームデータをgEVE2データベースで解析し、DUX4-flによって活性化されるERV/MaLRの詳細なアノテーションをおこなう。また、新規に見出したERV/MaLR以外の転写産物についてもアノテーションをおこない、機能解析に向けた準備をおこなう。また、同定したERV/MaLRの発現制御に関わるエピジェネティック調節因子についても検討をおこなう。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
文部科学省の助成事業「先進ゲノム支援」に採択していただいたため、予定していたシークエンス経費を削減することができた。２年目に計画していた解析に使用するほか、１年目の研究の結果、予想外に見出したERV/MaLR以外の転写産物について、その機能解析にも経費を当てる予定である。
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