絶対寄生性線虫の全ゲノム増幅による次世代シーケンシング解析

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24780044
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 菊地 泰生 宮崎大学, 医学部, 准教授 (20353659)
• キーワード: ゲノム / 線虫 / 寄生虫

研究概要

寄生性線虫における難培養性はゲノム解析時の大きな障害となっており、一個体の線虫（single worm）からの全ゲノム増幅（WGA）‐次世代シーケンサー(NGS)による解析は、寄生性線虫におけるゲノム研究に大きな進展をもたらすと期待される。本研究では寄生性線虫における全ゲノム増幅－次世代シーケンシング法を開発し、線虫個体間の比較ゲノム解析に用いることで寄生線虫の病原性関連遺伝子の解明を目指す。今年度は3種の全ゲノム増幅法をC. elegansゲノムDNAに適用し、各増幅産物をIllumina社Hiseq2000を用いてシーケンス解析を行った。シーケンスライブラリーサイズには350bと3kを用い、ライブラリーサイズによる品質への影響も検討した。同時に非増幅DNAを用いて同様のライブラリー作製およびシーケンスを行い比較標準とした。C.elegansのゲノムDNA10ugを数マイクログラムに増幅し、各ライブラリーを作成し、次世代シーケンスリードを獲得した。得られたNGSリードをリファレンスゲノムにマッピングし、増幅均一性（カバレージ）、一塩基多型（SNPs）、キメラ構造DNAの生成について検討した。その結果、全ゲノム増幅による一塩基多型への影響はあまり大きくないこと、リピートが多く含まれるゲノム領域での増幅が一定にならないこと、ライブラリーサイズが大きい場合には増幅時に作成されるキメラDNAがライブラリー品質に大きな影響を与えることを明らかにした。

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

本プロジェクトはほぼ当初の計画通り、順調に進展している。

今後の研究の推進方策

今年度の解析で最も成績の良かったゲノム増幅法を用いて、寄生性線虫の個体を増幅し次世代シーケンスリードを獲得し、個体間の比較解析を行う。

次年度の研究費の使用計画

今年度は機械の稼働状況から実施できなかった次世代シーケンシング解析を次年度に繰り越したため。
26年度の次世代シーケンシング解析に使用する。

研究成果

• [雑誌論文] The genome and life-stage specific transcriptomes of Globodera pallida elucidate key aspects of plant parasitism by a cyst nematode. (2014)
  • 著者名/発表者名: Cotton, J., Lilley, C., Jones, L., Kikuchi, T., Reid, A., Thorpe, P., Tsai, I., Beasley, H., Blok, V., Cock, P., et al.
  • 雑誌名: Genome Biol 巻: 15 ページ: R43
  • DOI: doi:10.1186/gb-2014-15-3-r43
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterisation of the transcriptome of Aphelenchoides besseyi and identification of a GHF 45 cellulase. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, T., Helder, J., Cock, P.J., and Jones, J.T.
  • 雑誌名: Nematology 巻: 16 ページ: 99-107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Summarizing Specific Profiles in Illumina Sequencing from Whole-Genome Amplified DNA. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsai, I.J., Hunt, M., Holroyd, N., Huckvale, T., Berriman, M., and Kikuchi, T.
  • 雑誌名: DNA Research 巻: in press ページ: in press
  • DOI: doi:10.1093/dnares/dst054
  • 査読あり
• [雑誌論文] REAPR: a universal tool for genome assembly evaluation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hunt, M., Kikuchi, T., Sanders, M., Newbold, C., Berriman, M., and Otto, T.D
  • 雑誌名: Genome Biol 巻: 14 ページ: R47
  • DOI: 10.1186/gb-2013-14-5-r47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Top 10 plant-parasitic nematodes in molecular plant pathology. (2013)
  • 著者名/発表者名: Jones, J.T., Haegeman, A., Danchin, E.G.J., Gaur, H.S., Helder, J., Jones, M.G.K., Kikuchi, T., Manzanilla-López, R., Palomares-Rius, J.E., Wesemael, W.M.L., et al.
  • 雑誌名: Mol Plant Pathol 巻: 14 ページ: 946-961
  • DOI: 10.1111/mpp.12057
  • 査読あり
• [雑誌論文] The genome and transcriptome of Haemonchus contortus, a key model parasite for drug and vaccine discovery. (2013)
  • 著者名/発表者名: Laing, R., Kikuchi, T., Martinelli, A., Tsai, I., Beech, R., Redman, E., Holroyd, N., Bartley, D., Beasley, H., Britton, C., et al.
  • 雑誌名: Genome Biol 巻: 14 ページ: R88
  • DOI: doi:10.1186/gb-2013-14-8-r88
  • 査読あり
• [雑誌論文] Omics fields of study related to plant-parasitic nematodes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Palomares-Rius, J.E., and Kikuchi, T.
  • 雑誌名: Journal of Integrated OMICS 巻: 3 ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secretome Analysis of the Pine Wood Nematode <italic>Bursaphelenchus xylophilus</italic> Reveals the Tangled Roots of Parasitism and Its Potential for Molecular Mimicry. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinya, R., Morisaka, H., Kikuchi, T., Takeuchi, Y., Ueda, M., and Futai, K.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 ページ: e67377
  • DOI: DOI: 10.1371/journal.pone.0067377
  • 査読あり