組織特異的DNAメチル化領域に着目した大麻の新規バイオマーカーの開発

开发新的大麻生物标志物，重点关注组织特异性 DNA 甲基化区域

• 批准号: 21K06639
• 负责人: 山室 匡史
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Research Institute of Police Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06639/
• 关键词: 大麻; DNAメチル化; バイオマーカー; WGBS解析

令和４年度は、前年度に抽出した大麻草の花穂、葉、根、茎、種子のゲノムDNAを用いて、全ゲノムバイサルファイトシークエンス（WGBS）解析を行い、各部位のメチル化プロファイルを比較するとともに、各部位に特徴的な組織特異的メチル化領域の探索を行った。WGBS解析の結果、5部位の試料から合計1,769,878,310リードの情報が得られた。リファレンスゲノムにマッピングされた408,454,416リードについて、全試料で10リード以上読まれたメチル化候補配列（CpG：シトシン-グアニンと連続する配列、CHG：シトシン-グアニン以外-グアニンと連続する配列、CHH：シトシン-グアニン以外-グアニン以外と連続する配列の3種類）は計20,139,816箇所（CpG：1,955,706、CHG：2,971,386、CHH：15,212,724）存在した。各試料におけるメチル化率を算出し、試料間で25 %以上の差異が見られた355,737箇所（CpG：161,288、CHG：109,967、CHH：84,482）のメチル化サイトを抽出した。各試料のメチル化プロファイルを比較したところ、①花穂と葉のメチル化プロファイルは類似している、②種子のCpGおよびCHG配列はそれぞれ他の部位のCpG、CHG配列よりメチル化率が低い、③種子のCHH配列は他の部位のCHH配列よりメチル化率が高い、といった傾向が認められた。さらに、各部位の「組織特異的DNAメチル化領域」を探索したところ、709箇所（花穂：4、葉：10、根：6、茎：546、種子：143）のマーカー候補となるメチル化サイトが発見された。各部位に特異的なDNAメチル化領域が発見されたことから、当初の目的通り、大麻関連製品における違法部位（花穂・葉・根）の混入を確認するためのマーカー開発が可能であることが期待された。

2020财年，我们将利用上一年提取的大麻植物的花穗、叶子、根、茎和种子的基因组DNA进行全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）分析，并比较每个位点的甲基化谱。同时，我们寻找每个区域特有的组织特异性甲基化区域。 WGBS分析的结果是，从5个位点的样本中获得了总共1,769,878,310条读数的信息。在映射到参考基因组的408,454,416个reads中，甲基化候选序列（CpG：与胞嘧啶-鸟嘌呤连续的序列，CHG：与胞嘧啶-鸟嘌呤连续的序列，总共有 20,139,816 个地点（CpG：1,955,706，CHG：2,971,386，CHH：15,212,724）。计算每个样品的甲基化率，提取样品间差异在25%以上的355,737个甲基化位点（CpG：161,288、CHG：109,967、CHH：84,482）。比较各样品的甲基化谱发现：（1）花穗和叶的甲基化谱相似；（2）种子中的CpG和CHG序列的甲基化率低于其他位点的CpG和CHG序列； ；(3)种子中的CHH序列比其他位点的CHH序列有更高的甲基化率的趋势。此外，当我们在每个位点搜索“组织特异性DNA甲基化区域”时，我们发现了709个甲基化位点（尖峰：4个，叶：10个，根：6个，茎：546个，种子：143个）作为候选标记。发现了。每个位点特定 DNA 甲基化区域的发现表明，有可能开发出标记来确认大麻相关产品中非法位点（穗、叶、根）的污染，正如最初预期的那样。