理系にゅーす

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ゲノム

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1: 2019/01/08(火) 14:38:24.67 ID:rVGpJO0l
東京大学大学院の松田浩一教授(新領域創成科学研究科メディカルサイエンス群・クリニカルシークエンス分野)は、精密医療(オーダーメイド医療)を実現するために27万人分ものDNAを保管するバイオバンクを運営しつつ、みずからそのバンクのユーザー(研究者)でもある。

 そのバイオバンクを使ってどんなことがこれまでに分かってきたのか、ご自身の研究に寄り添いつつ聞いていこう。

「バイオバンク・ジャパンが始まったのは2003年ですが、その後、5年ほどは、エントリーの時期で、参加の意思がある方から血を採らせてもらって、DNA、血清、臨床情報を収集するのに費やしました。そうするうちに、だんだんいろいろな病気の方のDNAが集まってきて、例えば、食道がんについて、まず200人の患者さんと健常な人1000人くらいを比較してどんな遺伝子を持っている人がリスクが高いのか、いわゆるケース・コントロール・スタディ(症例対照研究)ができました」

 DNA試料のバンクの構築は一人ひとりに説明して試料を集めるものだから、とても手間がかかる。しかしひとたび充分な症例が集まると、まずは症例対照研究を行って、食道がんの人に多い因子、この場合は遺伝子の型を探すことができるようになった。単純に言うと、食道がんの人(症例)と健康な人(対照)のゲノムを比較して、違っているところを見つけたということだ。

 ただ、ふと疑問に思う。ヒトのDNAには30億もの塩基対があると聞く。それら全てをひとつひとつ見ていったとしたら大変なことになると容易に想像できる。

「たしかに、30億の塩基対すべてを比較しているわけではありません。見ているのは、SNP(Single Nucleotide Polymorphism、スニップ)、一塩基多型と呼ばれるものです。これは、ヒトのゲノムの塩基配列の中で、300カ所に1カ所ぐらい、つまり、30億のうちの1000万カ所くらいにある、個々人によって情報が違っている部分です。1つの塩基が違うだけで、体内で作られる酵素などのタンパク質の活性が変わったり、そもそもその遺伝子が働かなくなったりします。肌や目や髪の色が違うのもSNPで説明できますし、実は血液型の違いもSNPの組み合わせで決まります。我々の食道がんの研究では、SNPのうち55万カ所を比較しました」

ぼくたちはヒトだから、だいたいの遺伝情報は同じだ(だから同じ種だ)。でも、ところどころ違うところがあって、それが個性の源でもある。そういった違いをもたらすものとして代表的なのが、一塩基多型、つまり、SNPだ。もうひとつ代表的なものに、遺伝子の数の違いが問題になる「コピー数多型」というものがあるが、一塩基の違いを見ればよいSNPの方が研究対象として扱いやすく、まず先に研究が進んだそうだ。そして、その端緒をひらいたのが松田さんのグループによる食道がんの研究だった。30億塩基をすべて調べるかわりに、「万」で語ることができる数のSNP。ずいぶん数は減ったが膨大であることには変わりない。こういう総当たり的なやり方というのは、やはり大量のデータを扱うことができる情報技術時代の申し子といえる。

「これは、仮説を置かない研究なんです。我々は55万カ所とりあえず全部調べてみて、その中であり得ないぐらいの低い確率のものが見つかったら、おそらく偶然ではなくて必然だろうと考えます。この場合、食道がんの人と健康な人のSNPの塩基の頻度を比較して、差が大きかった上位の1万2000のSNPについて、さらに別の集団でも確かめて、結局、食道がんの発症と非常に強く関連する遺伝子領域を同定できました。ALDH2とADH1Bと呼ばれる2領域です。これらは、アルコールの分解に関わる酵素の遺伝子だとすでに分かっていました。そして、それぞれのSNPの型の間で比べると、高リスクのタイプと低リスクのタイプでは4倍くらい食道がんの頻度に差があることが分かったんです」

 ALDH2とADH1Bは、ともにアルコール感受性遺伝子と呼ばれるものだ。それぞれ、アルコール脱水素酵素と、アセトアルデヒド脱水素酵素という酵素の「設計図」に相当する。ぼくたちは体内に入ってきたアルコールをアセトアルデヒドにし、さらにそれを酢酸にすることで無毒化しており、その過程で働くのがこれらの酵素だ。

■精密医療の実現を目指すバイオバンク・ジャパンの運営に携わり、自らも研究を行う東京大学大学院教授の松田浩一さん。
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/web/19/122000001/122600003/01.jpg

続きはソースで

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/web/19/122000001/122600003/
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引用元: 【ゲノム研究】食道がんのリスクを189倍にした要因が明らかに

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1: 2018/12/02(日) 01:06:51.20 ID:CAP_USER
一般的にウイルスといえば非常に小さいサイズのものであると考えられていますが、2003年には研究者たちが「細菌と同じほど巨大で1000を超えるほど多くの遺伝子を持っている巨大ウイルス」を発見したことで、従来のウイルスの定義が覆されようとしています。そんな巨大ウイルスを「自然の森林土壌から発見した」と、アメリカの研究チームが報告しています。

Hidden diversity of soil giant viruses | Nature Communications
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07335-2

Scientists Have Found Rare Giant Viruses Lurking in The Soil of a US Forest
https://www.sciencealert.com/scientists-discovered-rare-giant-viruses-lurking-in-harvard-forest-soil-under-massachusetts

Rare and diverse giant viruses unexpectedly found in a forest soil ecosystem
https://phys.org/news/2018-11-rare-diverse-giant-viruses-unexpectedly.html

マサチューセッツ大学アマースト校の北東28マイル(約45km)には、過去30年間にわたって「地球温暖化による環境への影響」を調査するため、人工的に温暖な環境が作り出された研究林が存在しています。地中に凍結防止用の加熱ケーブルが埋め込まれた研究林では、土壌温度が通常の自然環境よりも5度高い状態に保たれており、地球温暖化によって土壌温度が上昇した場合の研究データを生み出しているとのこと。

そんな屋外に作り出された研究林でマサチューセッツ大学アマースト校の生物学者であるJeff Blanchard氏は土壌を採取し、土壌に含まれる微生物コミュニティの分析を行いました。「私たちは巨大ウイルスを探そうとしていませんでした。目標としてはバクテリアを土壌サンプルから直接分離し、温暖化によって微生物コミュニティにもたらされた変化を調べようとしていたのです」とBlanchard氏は語っています。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/12/01/giant-viruses-found-forest-soil/01_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181201-giant-viruses-found-forest-soil/
images


引用元: 【生物学】自然林の土壌から16種類もの新種の「巨大ウイルス」が発見される[12/01]

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1: 2018/12/17(月) 13:51:05.55 ID:CAP_USER
(CNN) 成長した農作物の遺伝子を組み替える新たなバイオテクノロジーについての米軍の研究プロジェクトに対し、一部の科学者から懸念の声が上がっている。研究資金を出す「国防高等研究計画局(DARPA)」は、プログラムの狙いは食料供給の安全性を確保することだと説明する。

だが、このプロジェクトは「敵対的な目的のための生物学的因子や、その運搬手段を開発する取り組み」と受け止められかねず、生物兵器禁止条約違反に当たる可能性がある――。独マックス・プランク進化生物学研究所の遺伝学者、ガイ・リーブス氏らは米科学誌サイエンスの論説でそう指摘する。

物議を醸している「運搬手段」というのは虫のことだ。特に、農作物の遺伝子を編集する能力を持つウイルスに感染した虫のことを指している。

■パラダイムシフト

この「インセクト・アライズ・プログラム」は突き詰めて言うと、遺伝子組み換えのプロセスを加速させることを狙いとしている。

遺伝子組み換え食品をつくる際には通常、農学者が実験室内で種子の染色体にDNA改変を施す。組み替えられた遺伝子は、成長した植物の新たな形質として発現する。これは遺伝子の垂直伝播(でんぱ)として知られる現象で、新たな形質が次世代に受け継がれていくことから呼び名が付いた。

一方、DARPAのプロジェクトでは「水平的、環境的な遺伝子改変因子」を利用。虫などが遺伝子組み換えエージェントの役割を果たしている。染色体の遺伝子を編集する能力を持たせたウイルスを虫が運ぶ仕組みで、疾病や干ばつに対する作物の耐性を高めることが目的だ。

リーブス氏らの視点からすると、水平的遺伝子改変の因子を生態系内に拡散することの意味合いは「深刻」で、特に虫を使った運搬システムの場合はなおさらだ。

論説では「どの植物や土地が遺伝子組み換えウイルスに感染したのか、常に確定できるとは限らない(虫の動きや農作物のウイルス感染のしやすさには不確実性が伴わざるを得ないため)」と指摘。さらに、こうしたバイオテクノロジーは単純化され、作物種への伝染が極めて容易な「新手の生物兵器」を生み出すのに利用されかねない・・・

続きはソースで

https://www.cnn.co.jp/storage/2018/10/11/7ddd61b81b3b192ca39c6d2faaa2b5c4/t/768/432/d/darpa-research-project.JPG
https://www.cnn.co.jp/tech/35126898.html
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引用元: 【ゲノム編集】虫が「兵器」に? 米軍出資の研究、生物テロへの悪用を懸念する声[12/16]

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1: 2018/12/14(金) 15:39:40.84 ID:CAP_USER
 岡山大学、東京大学、北里大学の共同研究グループは、メダカ野生集団の網羅的ゲノム配列情報を用いて、日本列島内のメダカの拡散ルートを明らかにした。

 日本列島に住むメダカは、大きく南日本メダカと北日本メダカの2つに分けられると考えられてきた。しかしながら、2つのグループの遺伝的関係や、各々がどのように生息域を広げてきたかについては、ほとんど調べられていなかった。また、京都・兵庫の北部である但馬・丹後地方には、それら 2 つのグループが交雑によって成立したハイブリッド集団がいるとされていたが、その形成史についてはほとんど不明であった。

 今回、同研究グループは、東京大学で35年以上維持されている全国の野生メダカ系統維持群と佐賀県で採取した・・・

続きはソースで

論文情報:【G3: Genes, Genomes, Genetics】Medaka population genome structure and demographic history described via genotyping-by-sequencing
http://www.g3journal.org/content/early/2018/11/26/g3.118.200779

https://pbs.twimg.com/media/DuVE9a4VsAAyTPY.jpg

https://univ-journal.jp/24006/
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引用元: 【ゲノム解析】日本列島のメダカの起源がゲノム解析から明らかに[12/14]

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1: 2018/11/26(月) 15:30:40.10 ID:CAP_USER
ヒトの遺伝情報が収められたヒトゲノムの研究が進んでおり、「標準的な配列」とされるリファレンス配列の最新のデータセット「GRCh38」が2013年12月に公表されていますが、この中でもまだ多くの部分は未解明のまま残されています。ジョン・ホプキンス大学の研究者らによる研究チームは、アフリカにルーツを持つ910人のゲノムを解析し、全体の10%に相当するこれまで未解明だった部分の解明に成功したと発表しました。

Assembly of a pan-genome from deep sequencing of 910 humans of African descent | Nature Genetics
https://www.nature.com/articles/s41588-018-0273-y

DNA data from Africans reveals sequences that we’d missed | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2018/11/our-human-reference-genome-is-missing-a-lot-of-material/

ヒトゲノムのレファレンス配列を得る際、これまでは数名程度のゲノムから得られたデータが用いられていただけであり、GRCh38の大部分はたった1人のDNAをもとに作られていたとのこと。この状態で「レファレンス」と呼ぶかどうかについてはさまざまな見方が存在しており、多くの研究者がさらに広範囲なゲノム情報をもとに作られたレファレンス配列の研究に従事しています。
https://i.gzn.jp/img/2018/11/26/missing-dna-found-from-african-root/10_m.png

その中でも特に重要とされるのが、さまざまな人種のグループを横断したデータにもとづくレファレンス配列の解明であり、今回発表された研究ではその一環としてアフリカ系のゲノム解析が進められてきたそうです。対象とされたのは上記の通りアフリカにルーツを持つ人々ですが、これは必ずしもアフリカに住む人だけというわけではなく、アメリカやアジア、ヨーロッパなどの地域に住む人々も含まれているとのこと。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/11/26/missing-dna-found-from-african-root/01_m.png

https://i.gzn.jp/img/2018/11/26/missing-dna-found-from-african-root/02_m.png

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181126-missing-dna-found-from-african-root/
ダウンロード (5)


引用元: 【人類学】ヒトゲノムで未解明だった10%のデータがアフリカ系のDNAから見つかる[11/26]

ヒトゲノムで未解明だった10%のデータがアフリカ系のDNAから見つかるの続きを読む

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1: 2018/11/21(水) 14:24:15.20 ID:CAP_USER
■ゲノム編集した患者さん由来iPS細胞・ヒトiPS細胞ストックともに成功-

 南川淳隆 iPS細胞研究所特定研究員、金子新 同准教授らの研究グループは、ヒトT細胞由来iPS細胞を用いてがん細胞を攻撃するキラーT細胞を作製し、その性質を調べました。その結果、作製した再生キラーT細胞は生体内のキラーT細胞により近い性質を持つ一方で、DP胸腺細胞という前駆細胞の段階において、生体内での発生同様にT細胞受容体の再構築が起こる、つまり余計な再構築が起こるために本来の抗原を特定する能力が低下することが分かりました。

 そこで、本研究グループは、T細胞受容体再構築を引き起こす遺伝子をヒトT細胞由来iPS細胞においてゲノム編集で除外することにより・・・

続きはソースで

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/images/181116_1/01.jpg

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/181116_1.html
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引用元: ヒトiPS細胞からがん免疫療法の効果を高める 再生キラーT細胞の作製に成功 京大[11/21]

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