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2014 年度 実施状況報告書

霊長類疾患モデル作製にむけた霊長類パーソナルゲノム・トランスクリプトーム解析

研究課題

研究課題/領域番号 26640065
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター)

研究代表者

郷 康広  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター), 新分野創成センター, 特任准教授 (50377123)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード疾患モデル / 霊長類モデル / ゲノム
研究実績の概要

ヒトの精神・神経疾患の理解には、ヒトに近縁かつ実験が可能なモデル動物の開発が必要不可欠である。そのモデルとなりうるのが小型霊長類のマーモセットである。本研究では、げっ歯類では代替不可能なヒト精神・神経疾患や高次認知機能解明のモデルとしてのマーモセットに注目し、モデル動物開発の端緒として、マーモセット200個体を対象とした精神・神経疾患関連遺伝子3,323個の全遺伝子配列決定によるパーソナルゲノム解析および機能喪失型変異を有する個体における遺伝子発現解析による自然発症ノックアウトマーモセットの同定を行ない、ヒトの疾病モデルと資する個体あるいは家系の同定を行うことを目的とする。
平成26年度中に、5施設からマーモセットの血液試料の提供を受け、合計234個体分のDNAおよびRNAの調整を行った。その中から82個体に関して、ヒト精神・神経疾患関連遺伝子と相同遺伝子の次世代シーケンサーによる配列解析を行い、精神・神経疾患関連遺伝子に自然発症的な遺伝子機能喪失型変異[LoF(Loss-of-Function)変異]を有する個体および家系の同定を試みた。
イルミナ社のHiSeq1500型シーケンサーによりライブラリーの両末端100塩基の配列を決定した。個体あたりの平均リード数は1220万リード、ターゲット領域(精神・神経疾患関連3,323遺伝子)の平均カバー率は52.6×のデータを取得した。それらのデータをもとに詳細な解析を行った結果、ヒト精神・神経疾患(11疾患)のうちで特に関連性の高い545遺伝子を対象とした場合、10遺伝子においてマーモセット内において稀な(頻度10%以下)LoF変異を保有する個体がいることを明らかにした。そのうち2個の遺伝子においては、LoF変異をホモで保有する個体が存在し、また、多数のヘテロ個体が存在することも明らかした。

現在までの達成度 (区分)
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

現在まで多施設との共同研究により、当初予定していたサンプル数(200個体)を超えるDNA/RNA試料をすでに確保できており、今後、さらにこの数は増加する予定である(最終的には400個体程度を予定している)。DNA/RNAの純度のチェックから、ライブラリー調整、次世代シーケンサーによる配列解析を行うまでには、時間を要するが、サンプリング(234個体)および配列解析(82個体)をすでに終えており、またすでに新たな96個体分の配列解析を現在行っているところである。また、すべてのサンプルに関して末梢血由来のRNAも取得しているため、遺伝子機能喪失型変異を有する個体の遺伝子発現を調べることも可能な状況にある。

今後の研究の推進方策

現時点で保有しているサンプル数をさらに増加させて400個体の試料収集を多施設との協力関係のもとでより一層推進する。また、現在解析中の96個体分のデータと合わせて当初予定していた200個体を超える350個体程度の解析データの取得、変異個体・家系の同定を行う。
得られた結果から、LoFホモ変異個体の表現型解析、およびヘテロ個体のin vivo, in vitroでのペアリングを介したホモ化に向けた基礎データの収集を行う。また、LoFホモ/ヘテロ個体の遺伝子発現解析も行い、霊長類疾患モデルとしての総合的な考察を行う。

次年度使用額が生じた理由

物品(試薬:553,881円)の発注は1月に行ったが、海外による受注生産品であり、試薬の納品は3月30日にあったものの、実際の支払は4月になってしまったため。

次年度使用額の使用計画

すでに全額の支払を終わっている。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Sporadic premature aging in a Japanese monkey: A primate model for progeria.2014

    • 著者名/発表者名
      Oishi T, Imai H, Go Y, Imamura M, Hirai H, Takada M.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 9 ページ: e111867

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0111867

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Frequent expansions of the bitter taste receptor gene repertoire during evolution of mammals in the Euarchontoglires clade.2014

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa T, Suzuki-Hashido N, Matsui A, Go Y.
    • 雑誌名

      Mol Biol Evol

      巻: 31 ページ: 2018-2031

    • DOI

      10.1093/molbev/msu144

    • 査読あり
  • [学会発表] 霊長類における精神・神経疾患関連遺伝子解析と認知ゲノミクスの展望2016

    • 著者名/発表者名
      郷康広
    • 学会等名
      京都大学霊長類研究所共同利用研究会「霊長類脳科学の新しい展開とゲノム科学との融合」
    • 発表場所
      京都大学霊長類研究所(愛知県・犬山市)
    • 年月日
      2016-03-11 – 2016-03-12
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトを理解するための霊長類モデルの可能性 ゲノム・トランスリプトームからのアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      郷康広
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 分子・細胞動態イメージング研究部会 CREST生命動態領域共催ワークショップ
    • 発表場所
      東京大学医学研究科(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Spatiotemporal gene expression trajectory in the human and non-human ape brains2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Go, Liu He, Takao Oishi, Shuji Shigenobu, Akiyoshi Kakita, Hiroyuki Nawa, Philipp Khaitovich
    • 学会等名
      生理学研究所ー新潟脳科学研究所合同シンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学脳研究所(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-05
  • [学会発表] マーモセットにおける精神・神経疾患関連遺伝子解析2015

    • 著者名/発表者名
      郷康広,臼井千夏,石川裕恵,辰本将司
    • 学会等名
      第4回 日本マーモセット研究会大会
    • 発表場所
      犬山国際観光センター(愛知県・犬山市)
    • 年月日
      2015-01-22 – 2015-01-23
  • [学会発表] チンパンジー親子トリオ全ゲノム解析による世代間直接変異率の推定2014

    • 著者名/発表者名
      郷康広,辰本将司,福多賢太郎,野口英樹,友永雅己,平井啓久,松沢哲郎,阿形清和,藤山秋佐夫
    • 学会等名
      日本遺伝学会第86回大会
    • 発表場所
      長浜バイオ大学(滋賀県・長浜市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] Direct estimation of genome-wide mutation rate in a chimpanzee family trio by ultra deep whole genome sequencing2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Go
    • 学会等名
      Symposium of MHC evolution and Human evolution
    • 発表場所
      総合研究大学院大学(神奈川県・葉山町)
    • 年月日
      2014-07-26 – 2014-07-27
    • 招待講演
  • [学会発表] チンパンジー親子トリオ全ゲノム解析による世代間直接変異率の推定2014

    • 著者名/発表者名
      郷康広,辰本将司,福多賢太郎,野口英樹,友永雅己,平井啓久,松沢哲郎,阿形清和,藤山秋佐夫
    • 学会等名
      第30回日本霊長類学会大会
    • 発表場所
      大阪科学技術センタービル(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2014-07-04 – 2014-07-06
  • [学会発表] 非侵襲糞サンプリングに基づくギニア・ボッソウの野生チンパンジーの全遺伝子配列解析2014

    • 著者名/発表者名
      早川卓志,岸田拓士,郷康広,川口恵里,会津智幸,石崎比奈子,豊田敦,藤山秋佐夫,松沢哲郎,阿形清和
    • 学会等名
      第30回日本霊長類学会大会
    • 発表場所
      大阪科学技術センタービル(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2014-07-04 – 2014-07-06
  • [学会発表] 大規模全ゲノムシーケンシングによるニホンザルの種特異的ゲノム情報の探索2014

    • 著者名/発表者名
      福多賢太郎,野口英樹,豊田敦,長田直樹,郷康広,石田貴文,伊佐正,藤山秋佐夫
    • 学会等名
      第30回日本霊長類学会大会
    • 発表場所
      大阪科学技術センタービル(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2014-07-04 – 2014-07-06
  • [備考] 自然科学研究機構新分野創成センター活動報告書ダウンロードサイト

    • URL

      http://www.nins.jp/cnsi/download/index.php

  • [備考] 自然科学研究機構生理学研究所認知行動発達(併任)のHP

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/research/researcher/special_assoc/post_106.html

  • [備考] 郷康広個人のHP

    • URL

      https://sites.google.com/site/yasuhirogo/

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公開日: 2016-05-27  

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