2016 Fiscal Year Annual Research Report
マウス順遺伝学の技術革新に基づく難聴の発症原因解明と聴力正常化近交系の樹立
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15H04291
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
吉川 欣亮 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, プロジェクトリーダー (20280787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 豊行 国立遺伝学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 助教 (20356257)
設楽 浩志 公益財団法人東京都医学総合研究所, 基盤技術研究センター, 主任基盤技術研究職員 (90321885)
宮坂 勇輝 名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (30778098)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 遺伝学 / 実験動物学 / 難聴 / ゲノム編集 / 対立遺伝子発現量 / コンソミックマウス / カドヘリン23 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゲノム編集および精密な遺伝子発現量計測を導入した順遺伝学の技術革新による新たな難聴遺伝子の同定および聴力正常化したマウス系統の樹立による新たなバイオリソース構築を目的に研究を実施し、本年度は以下の結果を得た。
1．新規難聴発症関連遺伝子座hfhl4の同定：C57BL/6J（B6J）系統の第12番染色体の広範囲ゲノム領域をMSM/Ms（MSM）系統由来の配列に置換した B6J-Chr12C＠MSMサブコンソミックマウスは高周波音の早発性難聴発症が抑制される。そこでこの高周波音難聴の原因となる遺伝子を同定するため、B6J-Chr12C＠MSMとB6Jマウス間の交配により得た染色体組換え個体群を用いた遺伝子座マッピングを実施した。その結果、染色体組換え個体群の高周波難聴の発症はセントロメアから約10 Mbの領域に存在する遺伝子座high frequency hearing loss 4 (hfhl4)を同定することができた。また、B6J, MSMおよびB6J-Chr12C＠MSMマウスの内耳遺伝子発現比較解析の結果、B6J-Chr12C＠MSMマウス特異的発現変動がゲノムワイドに検出された。
2．NOD/Shi系統のゲノム編集：早発性重度難聴を発症するNOD/Shiマウスのカドヘリン23（Cdh23）遺伝子のゲノム編集を実施し、マウスの難聴発症の原因・促進に関与する753番目のアデニンをグアニンへと置換したマウスの作製に成功した。
3．内耳発現遺伝子のB6J－MSM系統間の対立遺伝子特異的発現量の計測：昨年度得たB6J－MSM系統間のF1個体群（正逆交配の雌雄個体の計4個体群）のRNA-Seq解析データについて新学術領域「先端ゲノム支援」のサポートを受け解析し、両系統由来の対立遺伝子の発現量計測を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度目標にしていたDBA/2Jマウスのゲノム編集は実施できなかったが、その他の目標についてはほぼ完了することができた。特に、B6J-Chr12C＠MSMマウスの遺伝解析によって新たな難聴遺伝子座を同定することができ、さらに、遺伝子発現解析結果、B6J-Chr12C＠MSMマウス特異的発現変動遺伝子を同定することができた。この遺伝子発現変動は、B6Jの染色体領域にMSMのゲノム領域、すなわち他の亜種由来のゲノム領域の挿入による不和合成（合成）により生じた可能性が強く示唆され、これらの遺伝子の発現変動がB6J-Chr12C＠MSMマウスの早発性難聴発症の抑制に機能する可能性も考えられた。加えて、B6J－MSM系統間のF1個体群RNA-Seq解析によって、B6JおよびMSMそれぞれの対立遺伝子の精密な計測をすることができ、得られたデータは聴覚組織における初めての遺伝子発現データである。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究目的に沿って以下1～3の研究を遂行し、各項目の研究結果について論文化を目指す。
1．B6－MSMコンソミック系統に基づく難聴発症関連遺伝子の同定：コンジェニックマウスの作製・解析および遺伝子発現解析によりB6J-Chr12C＠MSMマウスの遺伝解析により得たhfhl4遺伝子座の実態を明らかにする。また、B6J-Chr17＠MSMマウスの解析からLrrc30に加え、他の遺伝子多型がB6J-Chr17＠MSMマウスの難聴発症抑制に関与することが示唆されたことから遺伝解析および遺伝子発現解析により新たな遺伝因子を明らかにする。
2．ゲノム編集による聴力正常化マウス系統の樹立と解析：作製したCdh23ゲノム編集NOD/Shiマウスを系統化し、聴力表現型解析を実施する。また、DBA/2JのCdh23およびFascin2の難聴発症原因遺伝子多型をゲノム編集により正常化したマウスを作製する。
3．内耳発現遺伝子のB6J－MSM系統間の対立遺伝子特異的発現量の計測： B6JおよびMSMの内耳蝸牛組織から抽出したRNAを用いてRNA-Seq解析を実施し、F1のデータと統合することによって両系統間で対立遺伝子発現量比が異なる遺伝子群をリストアップする。
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[Journal Article] Heterozygous mutation of Ush1g/Sans in mice causes early-onset progressive hearing loss, which is recovered by reconstituting the strain-specific mutation in Cdh23.2016
Author(s)
Miyasaka Y, Shitara H, Suzuki S, Yoshimoto S, Seki Y, Ohshiba Y, Okumura K, Taya C, Tokano H, Kitamura K, Takada T, Hibino H, Shiroishi T, Kominami R, Yonekawa H, Kikkawa Y.
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Journal Title
Hum Mol Genet
Volume: 25
Pages: 2045-2059
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] hfhl4, a novel locus on mouse chromosome 12 affects early-onset, high frequency hearing loss.2016
Author(s)
Yasuda SP, Obara Y, Suzuki S, Wada K, Nishito Y, Takada T, Shiroishi T, Kikkawa Y
Organizer
Inner Ear Biology Workshop 2016
Place of Presentation
Le Corum（Montpellier, France）
Year and Date
2016-09-17 – 2016-09-21
Int'l Joint Research
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