【研究領域課題番号】21K19289 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糞石 / ゲノム / 縄文人 / 摂食物 / 次世代シークエンサー

【研究成果の概要】

鳥浜貝塚遺跡から出土した糞石をもちいた次世代シークエンサ（NGS）によるPCRアンプリコン・シークエンス法で、科レベル（イネ科、ナスか、セリ科など）、属レベル（ネギ属など）、種レベル（ダイズ、ニンニクなど）で現代の私達が食品としてもちいている植物が検出された。またその周辺土壌からDNAを抽出した同様の手法での実験では、ほとんどのリードがイネ科ヨシ属として検出された。これらの結果から、PCRアンプリコン・シークエンス法により植物性摂食物が検出できていると考えている。また、これら糞石から検出される摂食物由来と思われるDNAは、どのような性質をもつのか、現代人の糞便をもちいた実験によって調査した。東京在住の現代日本人（n=1）について、18日間の食事記録と、後半10日間の採便を行い、上記と同じ方法で解析をおこなった。その結果、検出されやすい食材と検出されにくい食材があることが分かった。さらに、ダイズに着目し、現代日本人（n=1）について、調理したダイズ食品（納豆）を7日間、食べ続け、次ぎの5日間、ダイズが入った食品の摂取を避け、この5日間の糞便について、上記と同じ方法で解析をおこなった。その結果、8日目には40リードのダイズDNAが検出されたが、9日目には1リードに減少し、残りの3日間も低い検出量だった。調理しないダイズ食品（枝豆と炒り豆）を2日間で200g接触した翌日には、114リードのダイズDNAが検出されたが、その翌日には1リードに減少した。このように、ダイズの摂取を止めた2日後には、ダイズDNAはほとんど検出されなくなることから、腸内への摂食物DNA残留は、2日後以降ごく僅かである可能性が示された。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2021-07-09 - 2023-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)

【研究分野】生産環境農学およびその関連分野

【研究領域課題番号】17H06246 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

イネ / ゲノム / MinION / 長鎖型 / 長鎖次世代シークエンサー / 品種 / 来歴 / コシヒカリ / 次世代シークエンサー / 挿入 / 欠失 / 品種来歴 / 長鎖次世代シークエンサ / 栽培化 / イントログレッション / 進化

【研究成果の概要】

長鎖型次世代ゲノムシークエンサーの一種であるMinIONを用いて、安価で、ゲノム情報を入手して、来歴のはっきりしたイネの育種におけるゲノムの変化を解析すること、植物の進化における基本過程を明らかにしようと考え、研究を進めたが、x10を超える程度のMinIONデータでは、正確にゲノム配列を決めることが不可能であることが、いろいろな既報ソフトウェアを使った解析から明らかとなった。一方で、イルミナの短鎖readと合わせることで、SV等の新規情報を抽出できることが分かったので、コシヒカリのゲノム解析をして、SVの存在すいる候補を調べ、一部、PCRによるSVが実際に存在することを明らかとした。

【研究の社会的意義】

MinIONデータが内包する技術的な問題で、MiIONのデータで、安価にイネゲノムの変遷を明らかにすることはできなかったので、当初の目的に到達することができなかったが、MinIONデータとイルミナデータを組み合わせることで、イネ品種コシヒカリのゲノム情報において、日本晴とのSV(Structural Variants) のゲノム上の位置を数十か所見つけることができた。ただし、コシヒカリに存在し、日本晴にない配列情報に関しては、精度に問題が残る状態である。それでも、現在は、コシヒカリをベースにした育種が主流であるので、これからの育種に役立つ情報を提供できた。

【研究種目】挑戦的研究(開拓)

【研究期間】2017-06-30 - 2020-03-31

【配分額】25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円)

【研究分野】生命・健康・医療情報学

【研究領域課題番号】17K17589 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゲノム / コピー数変異 / 次世代シークエンサ / マイクロアレイ / 機械学習 / SNPアレイ / ゲノムアセンブリ / CNV / 深層学習 / 遺伝学 / ゲノム解析

【研究成果の概要】

ヒトゲノムのコピー数変異 (CNV) は大規模な配列の多様性を与える変異であり、薬剤代謝酵素を含む重要な遺伝子の発現量の個人差や、様々な疾患のリスクに関係していることが知られている。次世代シークエンス技術やマイクロアレイの発展により CNV の個人差を定量できるようになってきたが、これまで配列差を含めた解析は困難であった。本研究では CNV によるゲノム多様性の解明を目指し、長鎖型シークエンサを用いた配列アセンブリ手法の改良と HLA 遺伝子での適用、短鎖型シークエンスのリード定量バイアスの低減、および SNP アレイによる CNV のインピュテーション・ジェノタイピングの融合手法を提案した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】24689037 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エピゲノム / DNAメチル化 / 細胞特異的発現遺伝子 / 成熟細胞 / DNA脱メチル化機構 / 病態発生 / エピジェネティック制御 / gene body領域 / 心不全 / 細胞特異的遺伝子 / 疾患モデル動物 / 次世代シークエンサー / トランスクリプトーム / 細胞種特異的発現調節 / ゲノム

【研究成果の概要】

本研究計画では各発生段階からの均一な心筋細胞集団からDNAメチル化エピゲノムデータから、細胞種特異的なDNAメチル化エピゲノムの成り立ちについての理解を深めた。結果として、細胞特異的発現遺伝子の一部に、gene body領域での顕著なDNAメチル化変動を経る遺伝子があることを見出した。これら成熟細胞におけるgene body領域の低メチル化状態は転写マシナリーおよびp300の蓄積を伴い、さらに成熟過程における細胞種および発生段階特異的な一過性なDNA脱メチル化中間産物の蓄積と関連している。gene body領域でのDNA脱メチル化プロセスが細胞特異的遺伝子発現に関与している可能性を示した。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)

【研究分野】ゲノム生物学

【研究領域課題番号】22221009 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

染色体 / ゲノム構造 / 染色体構造 / 染色体機能 / 転写 / 次世代シークエンサー / タンパクプロファイル解析 / SMCタンパク / ゲノム / 染色体可視化 / ChIP-seq / 染色体動態 / ChIP-seq解析 / 染色体情報 / 染色体構築

【研究成果の概要】

ヒト染色体について、その動態を解析するための技術と情報基盤を開発した。また、SMCタンパク、ヒストン修飾、RNAポリメラーゼを中心にChIP-seq法を用いその細胞周期、老化、分化異常においての動態を明らかにした。主たる業績としては1)非ヒストンタンパクのアセチル化による制御機構を解明した、2) 染色体高次構造と転写の伸長反応を連携させる因子としてコヒーシンを同定した、3)コンデンシンがR-loopの解消を介して、染色体分配にとって有害な染色体構造を除去するメカニズムの発見、4) 染色体動態解析パイプラインの構築が挙げられる。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2010-04-01 - 2015-03-31

【配分額】224,510千円 (直接経費: 172,700千円、間接経費: 51,810千円)

【研究分野】生物物理学

【研究領域課題番号】22657040 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゲノム / バクテリア / 再構成 / 合成生物学 / 次世代シークエンサー / リポソーム

【研究成果の概要】

バクテリアゲノムの交換を目指し、その方法を開発する研究を行った。ゲノム交換を行うためには、宿主バクテリアのゲノムを取り除く必要がある。制限酵素の発現系を利用してゲノム破壊株の作成に成功した。さらに導入するゲノムも切断から守るため、認識部位のメチル化にも成功した。ゲノム入れ替えを試みたところ、いくつかのコロニーを得ることが出来たが、それらの持つゲノムはキメラ状態になっていることが示唆された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】3,510千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 510千円)