Theory for the directed evolution of adeno-associated viruses

指向性進化法は2018年のノーベル化学賞の対象ともなったタンパク質開発手法である。この手法では、DNAの塩基配列をランダムに変えた変異種を多数用意し、その変異種全体を目的のタスクに合わせて繰り返しスクリーニングする。その結果ランダムな変異種の中から、目的のタスクに最適化された変異種が濃縮され、最終的に同定される。ここで、出来るだけ少ないスクリーニング回数による最適化変異種の同定が重要になるが、最近、スクリーニング回数を減らす目的で指向性進化法実験に次世代シークエンシングを取り入れる動きが見られる。しかし問題になるのが次世代シークエンシング、特にPCRによるlibrary準備に付随したノイズである。本研究計画では、このノイズを上手く制御するデータ解析ツールの開発を目標とする。2022年度は、まず基礎となるパイプライン、ACIDES (Accurate Confidence Intervals for Directed Evolution Scores)を構築した。次に人工的データ生成の枠組みを開発し、それを用いて、ACIDESの正当性、及び有効性を定量的に評価した。さらに、共同研究者による指向性進化法の実験データ、及び既に公開されている他の実験データに対してACIDESを適用し、結果を議論した。これらの成果は論文としてまとめられ、現在論文誌に投稿中であり、またプレプリントとしても公開されている。最後に、これらの結果はスコットランドのエディンバラで行われたESGCT (European Society of Gene and Cell Therapy)主催の遺伝子治療国際学会でも発表された。

指向性進化法は2018年のノーベル化学賞の対象ともなったタンパク質開発手法である。この手法では、DNAの塩基配列をランダムに変えた変異種を多数用意し、その変異種全体を目的のタスクに合わせて繰り返しスクリーニングする。その結果ランダムな変異種の中から、目的のタスクに最適化された変異種が濃縮され、最終的に同定される。ここで、出来るだけ少ないスクリーニング回数による最適化変異種の同定が重要になるが、最近、スクリーニング回数を減らす目的で指向性進化法実験に次世代シークエンシングを取り入れる動きが見られる。しかし問題になるのが次世代シークエンシング、特にPCRによるlibrary準備に付随したノイズである。本研究計画では、このノイズを上手く制御するデータ解析ツールの開発を目標とする。2022年度は、まず基礎となるパイプライン、ACIDES (Accurate Confidence Intervals for Directed Evolution Scores)を構築した。次に人工的データ生成の枠組みを開発し、それを用いて、ACIDESの正当性、及び有効性を定量的に評価した。さらに、共同研究者による指向性進化法の実験データ、及び既に公開されている他の実験データに対してACIDESを適用し、結果を議論した。これらの成果は論文としてまとめられ、現在論文誌に投稿中であり、またプレプリントとしても公開されている。最後に、これらの結果はスコットランドのエディンバラで行われたESGCT (European Society of Gene and Cell Therapy)主催の遺伝子治療国際学会でも発表された。