Prediction of novel human hearing loss genes by whole genome analysis of mouse hearing loss mutants

通过小鼠听力损失突变体的全基因组分析预测新的人类听力损失基因

基本信息

批准号：
22K09751
负责人：
美野輪治
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K09751/
关键词：
順遺伝学逆遺伝学難聴遺伝子マウスENU変異体非症候群性難聴

项目摘要

ENU誘発マウス変異体モデルは、変異導入率が不偏かつ高く、点突然変異誘発により様々な変異アリルを得ることが可能であることから、非症候群性難聴のモデルに適する等、他の変異体作製法にはない利点を有する。申請者の単離した難聴マウス変異体30系統のうち、未知遺伝子の変異による3系統は新規ヒト遺伝性非症候群性難聴のモデルである可能性が高い。本研究課題では、これらENU誘発難聴系統に対象を絞り、全ゲノム配列決定により原因遺伝子変異の同定を遂行し、変異原因遺伝子を迅速に同定する情報学的解析方法や、突然変異体作製とそれらを利用した遺伝子機能解析の技術を広く援用し、新しい難聴遺伝子の発見・機構解明を目指す。難聴研究において有用な実験用マウスゲノム中の遺伝子を網羅的にノックアウトした報告によれば、聴覚機能に関与する遺伝子として新たに50以上が確認され、これを全ゲノム当たりに換算すると500遺伝子に上り、このことは既知ヒト難聴遺伝子の数倍以上の潜在的難聴原因遺伝子が未だ同定されていない可能性を示唆する。そこで新規ヒト難聴遺伝子の効果的探索のために、直接ヒト難聴患者集団の全ゲノム解析の代わりに、マウスENU誘発変異体集団を対象とした順遺伝学的スクリーニングに続く全ゲノム解析を行った。これらの全ゲノム配列決定により、マウスの新規難聴遺伝子を同定し、結果をヒト遺伝性難聴患者集団に適用して迅速なゲノム解析によるスクリーニングを実施する。これによりマウスでの新規難聴遺伝子変異がヒト患者ゲノム中に見いだせるのかを明らかにすると供に、該当マウス変異体の発症機構解析により病原性・障害性の証明を行う。

ENU诱导的小鼠突变模型具有无偏且高的突变引入率，并且可以通过点诱变获得各种突变等位基因，因此适合产生其他突变体，例如非综合征性听力损失模型。具有法律所没有的优点。申请人分离的30个耳聋小鼠突变品系中，有3个因未知基因突变而产生的品系很可能是人类新型遗传性非综合征性听力损失的模型。在这个研究项目中，我们将重点关注这些ENU引起的听力损失菌株，通过全基因组测序识别致病基因突变，开发信息学分析方法以快速识别突变引起的基因，创建突变体，并旨在发现新的突变体。广泛利用基因功能分析技术，研究耳聋基因并阐明其机制。根据一份报告，全面敲除实验小鼠基因组中对听力损失研究有用的基因，发现了超过 50 个新基因与听力功能有关，相当于每个基因组有 500 个基因。尚未确定的潜在致聋基因数量是已知的人类听力损失基因的数倍。因此，为了有效地寻找新的人类听力损失基因，我们没有直接对人类听力损失患者群体进行全基因组分析，而是进行了正向遗传筛查，然后对小鼠ENU诱导的突变体群体进行了全基因组分析。通过这些全基因组测序工作，我们将在小鼠中鉴定出新的耳聋基因，并将结果应用于人类遗传性听力损失患者群体，以进行快速基因组筛查。通过此，我们将阐明小鼠新的耳聋基因突变是否可以在人类患者的基因组中找到，并通过分析小鼠突变体的发病机制来证明其致病性和致残性。