メディカルサイエンス群／基幹講座関研究室
（メディカル情報データサイエンス分野）
-
関 真秀 特任准教授
シークエンスを基盤としたオミクス解析の開発
遺伝子は、ゲノム、エピゲノム、トランスクリプトームなど多数のオミクス階層での制御を経て、タンパク質として発現しています。本講座では、次世代シークエンスや長鎖シークエンスなどのシークエンス技術を基盤としたオミクス解析手法及びそのデータ解析手法の開発を行い、遺伝子発現制御の解明を目指して、主にヒトやマウスなどの哺乳類を対象に研究を行っています。また、がんを始めとした様々な疾患について、開発した手法やシングルセル解析などの最新のゲノム解析技術を駆使して研究も進めています。
- 研究キーワード
- トランスクリプトーム、エピゲノム、次世代シークエンス、長鎖シークエンス、技術開発
（１）長鎖シークエンスによるメチル化解析法の開発
代表的なエピゲノム制御機構の一つとして、DNAメチル化による制御が存在します。DNAメチル化は、主にDNAメチル化アレイや短鎖シークエンスを用いてゲノム座標ごとの平均として解析されているため、１分子のDNAがどのようなメチル化パターンを有しているのかについては十分にわかっていませんでした。ナノポアシークエンサーなどの長鎖シークエンス技術の登場により、最長数百kb以上の１分子のDNA上のメチル化修飾パターンを解析することが可能となりました。しかし、ナノポアシークエンスによるメチル化解析は、少量のDNAから実施することは困難なため、解析対象が限られていました。塩基変換とナノポアシークエンスを組み合わせた微量のDNAから実施可能なロングリードエピゲノム解析法を開発しています(図2)。開発した手法を正常組織やがん検体へ応用し、様々な細胞種の混合である組織のエピゲノム制御について明らかにするために解析を行っています。
図１.エピゲノム制御と転写後制御
（２）トランスクリプトーム解析の開発と応用
RNAは転写された後、スプライシングを始めとしたプロセシングや分解制御を受けて、RNAの構造や量が調節されています。これらの制御過程を計測するための手法の開発を行っております。ロングリードシークエンサーを用いてメッセンジャーRNAの全長配列のシークエンスを行い、組織や疾患特異的なスプライシングパターンの同定を試みています。また、それらの転写産物のRNAの分解や合成制御機構を解析するために、全長RNAの代謝測定法の開発を行っています。
図２. ロングリードを用いたエピゲノムとトランスクリプトーム解析
大学院生として研究室への参加を希望する方へ
本講座は、博士課程学生のみを受け入れております。
参考文献・論文
- 1. Seki et al. Nucleic Acids Res 2023. An improved method for the highly specific detection of transcription start sites.
- 2. Sakamoto et al. Nucleic Acids Res 2021. Long-read whole-genome methylation patterning using enzymatic base conversion and nanopore sequencing.
- 3. Oka et al. Genome Biol 2021. Aberrant splicing isoforms detected by full-length transcriptome sequencing as transcripts of potential neoantigens in non-small cell lung cancer.
- 4. Xu and Seki. J Hum Genet 2020. Recent advances in the detection of base modifications using the Nanopore sequencer.
- 5. Seki et al. DNA Res 2019. Evaluation and application of RNA-Seq by MinION.
注意事項
大学院生として研究室への参加を希望する方へ本講座は、博士課程学生のみを受け入れております。
