Paradigm shift in mutation research brought by next generation sequencing: from specific locus test to whole genome analysis

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自然変異、放射線誘発変異の定量的研究は長年、外見や薬剤耐性などの表現型の変化を与える遺伝子に注目した特定座位(SLT)法によって行われてきた。近年、次世代シーケンシングを用いた全ゲノム解読(WGS)法を用いた変異研究が主に個体レベルで広がりつつある。WGS法はSLT法に比べて4桁から5桁感度が高いことが示されているが、単純に培養細胞系に適用することはできない。本研究は、WGS法を培養細胞でも変異解析に適用できる方法を開発し、全ゲノムを視野に、また、表現型の変化に依存せず、ゲノム配列の変化を捉える次世代変異研究を開拓することを目的としている。2年目となる2022年度は、WGS法による新たな実験系の確立とこれを用いた変異解析を実施した。材料としては、長年SLT法による変異研究に使用されてきたヒトリンパ球由来TK6野生型細胞を選択した。まず、非照射および放射線照射細胞クローンを取得した。このクローンからゲノムDNAを抽出し、Illuminaプラットフォームを用いて、150bpのペアエンドで、のべ90Gbp(30Xカバレッジ)以上の塩基配列解析を行った。基準ヒトゲノムhg38を参照配列として、約380万の単塩基置換(SNP)、約90万の小規模挿入・欠失(Small Indel)、約8,600の構造変異(SV)がコールされた。初期コールのほとんどは個人間のゲノムの差異に相当すると考えられる。TK6に元々存在するhg38との違いを差し引き、さらに数段階のフィルタリングを適用することにより、各クローンでの新規変異候補として、約300のSNP、約2,500のSmall Indel、約2,700のSVを得ることができた。非照射細胞クローンと放射線(1 Gy)照射細胞クローンの間で、これらの新規変異候補数に違いはなく、SNPの内訳ではCからTおよびTからCへの置換が最も多い傾向が認められた。