ロングリードによる肺がんゲノム構造変異とDNAメチル化状態の統合解明

使用长读长综合阐明肺癌基因组结构变异和 DNA 甲基化状态

• 批准号: 21J13203
• 负责人: 坂本 祥駿
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13203/
• 关键词: マルチオミクス; ロングリード; 肺がん; がんゲノム; DNAメチル化

肺がん臨床検体のロングリード全ゲノムシークエンスデータを用いて，DNAメチル化状態と構造変異について，その関連性を一分子レベルで解析するパイプラインの開発を行った。その過程で，フェージング解析を利用した腫瘍特異的な変異のアリルレベルで解析する実用的なパイプラインが存在しなかったため，解析パイプラインの開発を行った。また，DNAメチル化状態の変化を伴う構造変異に対して，DNAメチル化状態と構造変異の状態から生起の順序を推定するようなパイプラインの開発も行った。開発したパイプラインを肺がん臨床検体20例に対して適用し，転写制御への影響や生起メカニズムの解明を試みた。DNAメチル化の変化を伴うような構造変異の特徴としては，DNAメチル化状態が低く，かつ，DNAメチル化の状態が変わったのちに，構造変異が生じる傾向にあることを同定することができた。また，DNAメチル化の変化を伴う構造変異と有名ながん遺伝子変異との関係性や，肺がんの種類との関係性，またレトロトランスポゾンと呼ばれるリピート領域との関係性について調べた。構造変異を示すリードでDNAメチル化が変化している領域の多くは，レロトランスポゾンの領域であることが判明し，RNA-seqのリードタグも存在していたことから，レトロトランスポゾン領域のDNAメチル化の低下と構造変異が関係している可能性が示唆された。これらの成果については，2022年度中に，国外の学術雑誌への論文発表（Sakamoto et al. Nature Communications 2022）を行い，また，博士論文の執筆及び学位の取得を行った。

使用肺癌临床样本的所有基因组序列数据，开发了管道的发展，以分析一个分子水平的DNA甲基化和结构突变的相关性。在此过程中，没有使用FAJING分析在肿瘤特异性突变的烯丙基水平上进行分析的实际管道，因此我们开发了一个分析管道。此外，开发了一条管道，以响应DNA甲基化状态变化的结构突变，该突变估计了DNA甲基化和结构突变状态的出生顺序。将开发的管道应用于20个肺癌临床样本，试图阐明对转录控制和因果机制的影响。伴随DNA甲基化变化的结构突变的特征是，DNA甲基化状态往往是DNA甲基化已经改变，并且结构突变趋于发生。此外，我们研究了与DNA甲基化变化的结构突变与著名的癌症基因突变，与肺癌类型的关系以及与重复区域称为Retro Transporon的关系。发现DNA甲基化因结构突变而变化的许多区域已被发现是Relo Transposon的领域，并且还有一个RNA-Seq铅标签，因此建议复古转座酮区域的DNA甲基化。减少和结构突变可能是相关的。在2022财政年度，结果发表在《外国学术杂志》（Sakamoto等，自然通讯2022）上，医生正在写作和获得学位。

项目成果

ナノポアシークエンサーを用いたがんゲノム中の複雑な構造変異とDNAメチル化状態の統合解明

使用纳米孔测序仪综合阐明癌症基因组中的复杂结构突变和 DNA 甲基化状态

• 发表时间: 2021
• 作者: Sakamoto Yoshitaka;Zaha Suzuko;Nagasawa Satoi;Miyake Shuhei;Kojima Yasuyuki;Suzuki Ayako;Suzuki Yutaka;Seki Masahide;坂本祥駿，鈴木穣，鈴木絢子
• 通讯作者: 坂本祥駿，鈴木穣，鈴木絢子