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

基本信息

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

项目摘要

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。

多年来，使用特定基因座（SLT）方法对自发和辐射诱导的突变进行了定量研究，该方法侧重于引起表型变化（例如外观和耐药性）的基因。近年来，使用全基因组解码（WGS）方法使用下一代测序的突变研究主要在单个水平上扩散。尽管已显示WGS方法比SLT方法更敏感的数量级是4到5个阶，但不能仅仅应用于培养的细胞系。这项研究旨在开发一种允许WGS方法应用于培养细胞中的突变分析的方法，并开发下一代突变研究，以捕获基因组序列的变化，而整个基因组都可以观察到并且不依赖于表型变化。在2022财政年度，第二年，我们使用WGS方法建立了一个新的实验系统，并使用此方法进行了突变分析。作为材料，选择了人类淋巴细胞衍生的TK6野生型细胞，这些细胞已在使用SLT方法的突变研究中使用了多年。首先，获得了非辐照和辐照的细胞克隆。从该克隆中提取基因组DNA，并使用Illumina平台在150 bp的配对端以总计90 GBP（30倍覆盖率）进行碱基序列分析。与参考人类基因组HG38一起调用了大约380万个单碱取代（SNP），大约900,000个小规模插入和缺失（小indels）和约8,600个结构突变（SV）。大多数初始调用都被认为与个体之间的基因组差异相对应。通过减去最初在TK6中存在并应用多个过滤阶段的HG38之间的差异，我们能够获得大约300个SNP，大约2,500个小indels和大约2,700 SVS作为每个克隆中的新突变。非辐照和放射性和放射性（1 Gy）辐照细胞克隆之间的这些新突变的数量没有差异，而C-TO-T和T-TO-C取代的趋势是SNP中最常见的。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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
作者：
通讯作者：

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

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Whole-Genome Sequencing Analysis on Irradiated Human Cell

受辐射人体细胞的全基因组测序分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Enkhbaatar MILAI;Takashi SUGIHARA;Mikio SHIMADA;Yoichi GONDO;Yoshihisa MATSUMOTO.
通讯作者：
Yoshihisa MATSUMOTO.

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

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tsumbuukhuu DULGUUN;Milai ENKHBAATAR;Takashi SUGIHARA;Mikio SHIMADA;Yoichi GONDO;Yoshihisa MATSUMOTO.
通讯作者：
Yoshihisa MATSUMOTO.