Metagenomic analysis of tissues and body fluids in neonatal hepatitis and encephalitis

迅速な原因診断が求められる重症新生児の遺伝子解析のために、次世代シーケンスデータ専用集積回路および人工知能を用いた超高速解析系の解析パイプラインを構築に着手した。出生直後から、呼吸不全、活気不良、哺乳不良などの非特異的な症状を呈する重症新生児で、通常の原因検索のための検査で原因が不明の場合に、遺伝性疾患の診断のために末梢血検体を用いた短鎖型次世代シーケンサーによる網羅的遺伝子解析を行った。親権者から書面で同意を得たのちに、両親および本人からの末梢血採取を行ってDNAを抽出した。患者の採血検体採取時点から短鎖型次世代シーケンサーでのエクソーム解析による疾患原因変異同定と診断確定までを最短で2日程度で行うことに成功した。続いて、将来の医療現場への実装の可能性を検討するために、さらなる小型化についての検討を行った。現在の網羅的遺伝子解析の主流であるデスクトップ型短鎖シーケンサーは比較的大型で実験室内に設置されるが、ノートパソコンでも運用可能な超小型長鎖シーケンサーによる解析系の構築を行った。従来の短鎖型次世代シーケンサーによる解析では診断が不明であった症例の疾患原因変異を探索するとともに、短鎖型次世代シーケンサーでは同定が困難あるいは不可能なゲノム構造異常やメチル化異常を解析した。具体的には、末梢血から抽出したDNAを遠心機を用いて16kbp程度に断片化し、ライブラリ作成を行った。Graphics Processing Unit（GPU）を用いて長鎖解析専用の解析パイプラインの構築を行った。

迅速な原因診断が求められる重症新生児の遺伝子解析のために、次世代シーケンスデータ専用集積回路および人工知能を用いた超高速解析系の解析パイプラインを構築に着手した。出生直後から、呼吸不全、活気不良、哺乳不良などの非特異的な症状を呈する重症新生児で、通常の原因検索のための検査で原因が不明の場合に、遺伝性疾患の診断のために末梢血検体を用いた短鎖型次世代シーケンサーによる網羅的遺伝子解析を行った。親権者から書面で同意を得たのちに、両親および本人からの末梢血採取を行ってDNAを抽出した。患者の採血検体採取時点から短鎖型次世代シーケンサーでのエクソーム解析による疾患原因変異同定と診断確定までを最短で2日程度で行うことに成功した。続いて、将来の医療現場への実装の可能性を検討するために、さらなる小型化についての検討を行った。現在の網羅的遺伝子解析の主流であるデスクトップ型短鎖シーケンサーは比較的大型で実験室内に設置されるが、ノートパソコンでも運用可能な超小型長鎖シーケンサーによる解析系の構築を行った。従来の短鎖型次世代シーケンサーによる解析では診断が不明であった症例の疾患原因変異を探索するとともに、短鎖型次世代シーケンサーでは同定が困難あるいは不可能なゲノム構造異常やメチル化異常を解析した。具体的には、末梢血から抽出したDNAを遠心機を用いて16kbp程度に断片化し、ライブラリ作成を行った。Graphics Processing Unit（GPU）を用いて長鎖解析専用の解析パイプラインの構築を行った。