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

二代测序带来的突变研究范式转变：从特定位点测试到全基因组分析

• 批准号: 21K19842
• 负责人: 松本 義久
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19842/
• 关键词: 変異; 放射線; ゲノム; 次世代シーケンサ; 次世代シーケンシング; 全ゲノム解析; DNA修復

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。

Natural - vision, radiation induced 発 - の quantitative research は a definitive, see other や 薬 tonic patience な ど の phenotype の variations change with え を る heritage 伝 son に attention し た specific seat method (SLT) に よ っ て line わ れ て き た. In recent years, the next generation シ ー ケ ン シ ン グ を with い た full ゲ ノ 読 ム solution method (WGS) を with い た が - vision research main に individual レ ベ ル で hiroo が り つ つ あ る. WGS method は に SLT method than べ て 4 girder か ら 5 が girder sensitivity high い こ と が shown さ れ て い る が, pure に 単 culture cell lines に applicable す る こ と は で き な い. は this study, the WGS を culture cell で も - different analytical に applicable で き る method を open 発 し, whole ゲ ノ ム を に field of vision, ま た, phenotype の variations change に dependent せ ず, ゲ ノ ム match column の variations change を catch え る nextgen - different research を pioneering す る こ と を purpose と し て い る. In the second year of となる2022, <s:1> and the new たな experimental system of the WGS law による was established. Youdaoplaceholder3 <s:1> れを was used for the <s:1> た variant analysis を to implement the た. Material と し て は, elder SLT に よ る - different study using さ に れ て き た ヒ ト リ ン パ ball origin TK6 wild-type cells を sentaku し た. Youdaoplaceholder0 irradiating cells with non-irradiating および radiation results in <s:1> ロ <s:1> を を を を を. こ の ク ロ ー ン か ら ゲ ノ ム を DNA extraction し, Illumina プ ラ ッ ト フ ォ ー ム を with い て, 150 bp の ペ ア エ ン ド で, の べ GBP 90 (30 x カ バ レ ッ ジ) above の salt base with column line analytical を っ た. Benchmark ヒ ト ゲ ノ ム hg38 を reference to match column と し て, about 3.8 million の 単 salt base displacement (SNP), about 900000 の small-scale scions into owe loss (Small Indel), about 8600 の - different structures (SV) が コ ー ル さ れ た. In the early stage, the differences among individuals are quite similar to すると tests えられる. TK6 に 々 existence す る hg38 と の violations い を poor し き, さ ら に number Duan Jie の フ ィ ル タ リ ン グ を applicable す る こ と に よ り, various ク ロ ー ン で の new rules - different alternate と し て, about 300 の SNPS, about 2500 の Small Indel, about 2700 の SV を る こ と が で き た. Not illuminate cells ク ロ ー ン と radiation (1 Gy) irradiation cell ク ロ ー ン の で, こ れ ら の new rules - different number of alternate に violations い は な く, SNP の 訳 で は C か ら T お よ び T か ら C へ の replacement が most も い tend が recognize め ら れ た.

项目成果

拡張遠縁交配マウスモデルを用いた低線量長期ガンマ線被ばくによる遺伝的影響評価法の開発

开发一种使用扩展的远亲小鼠模型评估低剂量长期伽马射线暴露的遗传效应的方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 権藤 洋一;米谷 学;田中 聡;小村 潤一郎;木村 穣、大野 みずき;松本 義久;真木 寿治.
• 通讯作者: 真木 寿治.

Development and Evolution of DNA-Dependent Protein Kinase Inhibitors toward Cancer Therapy.

• DOI: 10.3390/ijms23084264
• 发表时间: 2022-04-12
• 期刊: International journal of molecular sciences
• 影响因子: 5.6

東京工業大学 科学技術創成研究院 ゼロカーボンエネルギー研究所 松本研究室

东京工业大学、科学技术研究所、零碳能源研究所、松本实验室

Whole genome sequencing and mutation analysis of human cell clones in culture

培养中的人类细胞克隆的全基因组测序和突变分析

• 发表时间: 2023
• 作者: Tsumbuukhuu DULGUUN;Milai ENKHBAATAR;Takashi SUGIHARA;Mikio SHIMADA;Yoichi GONDO;Yoshihisa MATSUMOTO.
• 通讯作者: Yoshihisa MATSUMOTO.

Whole-Genome Sequencing Analysis on Irradiated Human Cell

受辐射人体细胞的全基因组测序分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Enkhbaatar MILAI;Takashi SUGIHARA;Mikio SHIMADA;Yoichi GONDO;Yoshihisa MATSUMOTO.
• 通讯作者: Yoshihisa MATSUMOTO.