Comprehensive search and population genetic analysis of virus-like sequences in human genomes

人类基因组中病毒样序列的全面搜索和群体遗传分析

• 批准号: 22H02707
• 负责人: 長田 直樹
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02707/
• 关键词: ゲノム; 進化; ヒトゲノム; 内在性レトロウイルス; レトロエレメント; ウイルス

令和4年度は，ヒトとほぼ同じゲノムサイズをもち，遺伝的に多様であるために多くの非リファレンス型挿入配列をもつと考えられる野生ハツカネズミ（Mus musculus）のゲノムデータを用いて，解析手法の評価を行った．既存の解析パイプラインでは一般的なレトロエレメント配列や繰り返し配列の挿入/欠失のみが解析の対象とされているが，より広範なウイルス様配列を探索するために，データベースの整備などを行い，探索パイプラインを構築した．その結果，日本産野生ハツカネズミ29個体の全ゲノム配列データから，LINE/SINE/LTR型のレトロエレメントにおいて，リファレンス配列に存在しない新規挿入約10万箇所が同定された．また，いくつかの座位においてこれまで知られていないウイルス様配列の挿入が見つかった．さらに，別の手法を用いた解析では，フレンド白血病ウイルスへの抵抗性に関わっているレトロエレメント由来遺伝子Fv-1遺伝子の長さを変化させる約1.3kbの欠失が全ゲノム解析によって同定された．この座位で，日本産野生ハツカネズミ集団はcastaneus亜種型の非欠失型のハプロタイプを有意に多くもっていた．日本産野生ハツカネズミの遺伝的背景はほぼmusculus亜種であることがわかっていることから，自然選択の結果形成されたパターンであると考えられる．その検証を行うために，野生ハツカネズミの人口動態モデルを作成し，観察された結果が進化的に中立な条件でどのくらい稀に起こるかについて推定した．今後，解析パイプラインのチューニングや長鎖シークエンサーデータを行い，解析結果の確認を行っていく予定である．また，ハツカネズミ亜種間での挿入頻度の違い等についても解析を行う．

2020财年，我们将开发一种使用野生小鼠（Mus musculus）基因组数据的分析方法，该小鼠的基因组大小与人类大致相同，并且由于其遗传多样性而被认为具有许多非参考插入序列。我们进行了评估。现有的分析流程仅针对一般逆转录元件序列和重复序列的插入/删除，但为了搜索更广泛的病毒样序列，我们正在开发一个数据库。结果，从日本 29 只野生小鼠的全基因组序列数据中，在 LINE/SINE/LTR 型逆转录元件中鉴定出大约 100,000 个参考序列中不存在的新插入。此外，在几个位点还发现了以前未知的病毒样序列的插入。此外，使用另一种方法，全基因组分析发现了一个大约 1.3 kb 的缺失，该缺失改变了 Fv-1 基因的长度，Fv-1 基因是一种逆转录元件衍生的基因，参与抵抗 Friend 白血病病毒。在这个位点，日本野生小鼠群体具有明显更多的栗亚种类型的非缺失单倍型。由于已知日本野生小鼠的遗传背景主要是小肌亚种，因此这种模式被认为是自然选择的结果。为了测试这一点，我们创建了野生小鼠的种群动态模型，并估计了在进化中性条件下观察到的结果发生的频率。未来，我们计划调整分析流程，收集长链测序仪数据，并确认分析结果。我们还将分析小家鼠亚种之间插入频率的差异。

项目成果

Whole-genome sequencing analysis of wild house mice (<i>Mus musculus</i>) captured in Madagascar

马达加斯加捕获的野生家鼠（<i>Mus musculus</i>）的全基因组测序分析

• DOI: 10.1266/ggs.22-00090
• 发表时间: 2022
• 期刊: Genes & Genetic Systems
• 影响因子: 1.1
• 作者: Fujiwara Kazumichi;Ranorosoa Marie C.;Ohdachi Satoshi D.;Arai Satoru;Sakuma Yuki;Suzuki Hitoshi;Osada Naoki
• 通讯作者: Osada Naoki

Hybrids meet in Japan: pattern and mode of genomic admixture between subspecies of wild house mice (Mus musculus) in East Asia

杂交品种在日本相遇：东亚野生家鼠（Mus musculus）亚种之间基因组混合的模式和模式

• 发表时间: 2023
• 作者: Kazumichi Fujiwara;Shunpei Kubo;Tomoki Yano;Toshinori Endo;Toyoyuki Takada;Toshihiko Shiroishi;Hitoshi Suzuki;Naoki Osada
• 通讯作者: Naoki Osada

ゲノムから探る人類と野生ハツカネズミの歴史

通过基因组探索人类和野生小鼠的历史

• 发表时间: 2022
• 作者: Matsumura Hirofumi;Tanijiri Toyohisa;Kouchi Makiko;Hanihara Tsunehiko;Friess Martin;Moiseyev Vyacheslav;Stringer Chris;Miyahara Kengo;長田直樹
• 通讯作者: 長田直樹