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诱导的小鼠突变体模型在其他突变产生方法中没有发现的优点，例如适合非综合性听力损失的模型，因为它具有无偏见且高的诱变率，并且能够通过点诱变获得各种突变等位基因。在申请人的30个孤立的听力损失小鼠突变体中，由于未知基因中突变引起的三种菌株可能是新型人类遗传性非伴有听力损失的模型。该研究主题旨在通过关注这些ENU引起的听力损失菌株，通过整个基因组测序来识别原因的基因突变，并使用信息学分析方法来迅速识别突变的病因基因，以及用于创建突变体的技术，并使用它们进行分析，并广泛阐明新的听力基因的机构。根据对听力损失研究有用的实验小鼠基因组中基因的全面敲除，已经证实了50多个新基因参与听力功能，并且每个整个基因组转化为500个基因时，这表明可能不再发现潜在的原因是听力损失的原因，这比已知的人类听力损失基因多几倍。因此，为了有效地寻找新的人类听力损失基因，而不是直接的人类听力损失人群全基因组分析，我们对鼠ENU诱发的突变体的人群进行了前瞻性筛查，而不是直接的人类听力损失患者人群。这些全基因组测序鉴定了新型的小鼠听力损失基因，并将结果应用于人类遗传性聋患者种群，以快速基因组分析筛查。这将阐明是否可以在人类患者的基因组中发现小鼠的新突变，并且还通过分析所涉及的小鼠突变体的机制来证明致病性和损害。