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培養プレートに撒いた細胞株にウイルスを感染させ、ウイルスや宿主の遺伝子発現、及びウイルス増殖等の解析を行うことは培養細胞を用いたウイルス研究における最も基本的な研究手法であり、基本的に各ウェルに対して1つのデータが得られる。しかし、その値はウェル内の全ての細胞の足し合わせと考えられ、細胞の不均一性を反映していない。本研究は1細胞RNAシークエンスと統計解析によって単純ヘルペスウイルス(HSV)感染の不均一性の原因を明らかにし、HSVの新規遺伝子発現制御機構を明らかにすることを目的とした。
本研究では(i)Fluidigm社のC1 systemを用いてHSV感染細胞の1細胞トランスクリプトームのデータを取得した。(ii)取得した1細胞トランスクリプトームデータの統計解析によってHSVの感染不均一性に関わる可能性のある複数の候補遺伝子を同定した。(iii)CRISPR-Cas9によってそれらの候補遺伝子のノックアウト細胞を複数作出し、ウイルス増殖、及びウイルスの遺伝子発現を制御する宿主遺伝子を同定した。(iv)同定した宿主遺伝子はウイルスの転写因子と結合することによってHSVの遺伝子発現移行を制御することを明らかにした。
本研究はHSVが感染した細胞集団における細胞毎のウイルス遺伝子発現の細胞毎のバラつきを1細胞トランスクリプトーム解析によって定量的に解析することによって、これまで知られていなかったHSVの新たな遺伝子発現制御機構を明らかにすることができた。
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