4News LetterDecember
2011

革新的細胞解析研究プログラム（セルイノベーション）
ニュースレターvol.

「セルイノベーション」勉強会を開催
今年度、セルイノベーションでは、バイオインダストリ盛況でした。ほかの回も、次世代シーケンシングで病気のー協会の協力のもと「セルイノベーション」勉強会を行っ解明と治療に取り組む研究など、興味深い講演に多くの参てきました。これは、本プログラムへの理解と、成果の産加者が熱心に耳を傾け、質疑応答も活発でした。

業応用を進めることを目的にしたものです。5 月から 11 月

参加者からは、「自社でも次世代シーケンサーを取り入までに 4 回開催し、本プログラムの研究者が、次世代シーれて解析を行っていますが、研究者の話は大変参考になりケンサー技術とそれを活用した研究の内容を紹介しましたます」（ 製薬メーカー研究者）、また、「ユーザーがどのよ（ p.3 の表参照）。

うに次世代シーケンサーを使って研究しているのがよくわ

なかでも、7 月の第 3 回勉強会「セルイノベーションのかりました」（ 科学機器メーカー技術者）などの感想が聞か

次世代シーケンサー拠点」は理研で行われ、次世代シーケれました。毎回、勉強会後に交流会が開かれたことも、参ンサー設備の見学もあったため、41 名もの参加があり、加者のネットワークづくりに役立つと好評でした。

「セルイノベーション」
勉強会&交流会

第 3 回のラボツアー
第 2 回の会場のようす

第 3 回の交流会

Cont ent s

第 4 回の会場のようす

p. 1 「 セルイノベーション 」勉強会を開催
p. 2 先導研究課題 A 紹介 ： 岡崎康司・萩原正敏
p. 3 先導研究課題 B 紹介 ： 神原秀記
p. 4 トピックス

先導研究課題 A 紹介

神経細胞機能に着目した、ミトコンドリア呼吸鎖異常を起こす遺伝子変異の系統的な探索
ミトコンドリア呼吸鎖異常症（MRCD）
は難病の一つで、小児先天代謝異常症の中で頻度が高く、最も多彩な症状を示します。神経や筋肉にさまざまな症状が現れますが、患者さんの約 6 割では原因遺伝子がわかっていません。その大きな理由として、これまでおもにミトコンドリ

ア DNA のみが解析対象になっていたことがあげられます。約 6 割のほとんどは核 DNA にコードされたミトコンドリア関連遺伝子が原因と考えられます。
私たちは、22 人の患者さんの核 DNAからエキソン部位だけを選択的に取り出し、次世代シーケンサーにより配列解析を行いました。
MRCDの中で、原因遺伝子を突き止めるための解析の流れ
候補遺伝子の特に神経細胞機探索能に異常のある
MRCD 検体のエキソーム解析
診断と収集症例を中心として解析を行い、検証実験
ミトコンドリア
SNP 解析の結ミトコンドリア
レスキュー実験
機能解析（ 細胞内発電所 ）果や既存のデー細胞内分布
膜電位タベースの情報
シナプス局在軸索輸送
iPS 細胞解析
MRCD 発症メカニズム解明、診断・創薬を総合した結果、5 個の既知
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網羅的スプライシング暗号解析に基づくRNA 病の解明と治療技術の探索
先天性難治疾患の中には、mRNA のスプライシング異常に起因するものがいくつもあります。このような病気を「薬」で治療することをめざしています。私たちは、スプライシングの違いを哺乳類培養細胞やマウス体内で可視化する独自技術を開発してきました。これを応用すると、病気の原因を詳しく解明するとともに、スプライシングを制御する化合物、すなわち、治療薬の候補物質を探索することができるのです。
すでに、デュシェンヌ型筋ジストロフ
ィー（ DMD）については、候補物質を見つけています。DMD の原因遺伝子であるジストロフィン遺伝子には 79 個ものエキソンがあります。ある患者さんでは、そのうちの 31 番にストップコドンが入っていますが、31 番をスキップしたジストロフィン（やや短いが機能はもつ）はわずかにつくられます。そこで、31 番のスキップを起こしやすくする化合物を探索し、患者さんの筋肉細胞に与えたところ、ジストロフィンの生産量は 2 倍になりました。
この化合物を薬にするには、他の遺伝子のスプライシングに影響しないことを確かめる必要があります。このため、シー対照（ 左 ）と DMD 患者（ 右 ）の筋肉細胞断面（ Nat. Commun.
より ）。患者のジストロフィンには 31 番エキソンに対応する部分がないことを示す。

2 Cellll Innovat
vati
tionion News Letter vol.4 December 2011埼玉医科大学
ゲノム医学研究センター

岡崎康司
YasushiOkazaki遺伝子の新規のアミノ酸置換と、5 個の新規遺伝子候補を同定しました。
私たちは、MRCD 患者さんの線維芽細胞や組織を用いることにより、生化学的に酵素活性や、タンパク複合体の異常について診断してきました。候補遺伝子が真の原因遺伝子であるかどうかを調べるには、これらの細胞に変異のない遺伝子を導入し、その異常を回復できるかどうかを調べれば明らかになります。また、患者さん由来の iPS 細胞から神経細胞を誘導し、それを用いて実験することにより、より詳細な機能解析や治療薬の評価方法の確立をめざした研究を計画しています。今後も多くの患者さんについて解析を進め、真の原因遺伝子を見いだ
して MRCD の病態の理解と治療に貢献したいと思っています。

京都大学
大学院医学研究科

萩原正敏
Masatoshi
Hagiwara

ケンス拠点にトランスクリプトーム解析をお願いしています。
先天性疾患以外にも、がんをはじめスプライシングが関係する病気はいろいろあり、研究の対象は広がっています。1つの化合物が、いくつもの病気に効果を発揮する可能性も高いと考えています。

50μm

先導研究課題 B 紹介

単一細胞由来mRNAの網羅的定量分析用前処理技術の開発
細胞集団ではなく単一細胞で、遺伝子発現を網羅的に解析することは、生命システムの理解に重要です。私たちは2009 年に、磁気ビーズの表面に 1 個の細胞中の mRNA をほぼすべて捕捉し、これを逆転写することにより cDNA ライブラリーを作製する手法を確立しました。今回は、このライブラリーを一括増幅し、次世代シーケンサーでの解析に必要な量を得られるようにするのが目標です。
1 細胞に含まれる mRNA は 2pg 程度ですが、これを数百ng に増やさなければなりません。まず、安定に増やすことが課題でした。そして、もう 1 つの課題は、増幅バイアスを抑えることでした。
cDNA のうち、もともとの存在量が多いものは増えやすく、少ないものは増えにくい傾向があり、量の差がどんどん開いてしまうのです。最近、これらの課題

日立製作所中央研究所

神原秀記
HidekiKambaraを解決できるめどが立ったので、チューブ内で mRNA の捕捉からライブラリーの一括増幅までを行えるキットの開発を目指しています。単一細胞の発現解析を、次世代シーケンサーにより手軽に行える日も近いと思います。

磁気ビーズを用いた cDNA ライブラリーの作製と増幅
mRNA（ 1 ）mRNA の捕捉

磁気ビーズ

AAAAAA
TTTTTTpol yT リンカー
AAAAAA
TTTTTT（ 2 ）cDNA 合成

ビーズ上でのc DNA（ 3 ）RNaseH 処理

TTTTTT（ 4 ）polyA 配列付加

AAAAAA

TTTTTT（ 5 ）2nd strand の合成

TTTTTTAAAAAA

TTTTTT（ 6 ）PCR 増幅

タグ-F 配列
タグ-R 配列

ライブラリーの作製

大規模
シーケンシングに向けた増幅

断片化、SOL i D 用タグ配列の付加「 セルイノベーション」勉強会開催概要
開催日

場所

タイトル

第1回

バイオ
インダストリー協会会議室

セルイノベーションと現代疾患

2011.5.16

講演者
埼玉医科大学ゲノム医学研究センター

岡崎康司
京都大学大学院医学研究科

萩原正敏
自治医科大学ゲノム機能研究部

間野博行
第2回
2011.5.23

バイオインダストリー協会会議室

セルイノベーション
データ解析拠点における研究動向東京大学大学院新領域創成科学研究科

菅野純夫
情報システム研究機構国立遺伝学研究所

2011.7.11

理化学研究所
横浜研究所

セルイノベーションの次世代シーケンサー
拠点

第4回

バイオ
インダストリー協会会議室

セルイノベーション
における革新的研究

網羅的スプライシング暗号解析に基づくRNA 病の解明と治療技術の探索
肺がん原因遺伝子の発見と治療への展開
セルイノベーションの全体像
データ解析拠点の構築と情報研究開発

理化学研究所生命情報基盤研究部門

オミックス統合解析による高精度センシング技術の開発
および、イメージ解析のアノテーション DB 構築への対応

理化学研究所オミックス基盤研究領域

林﨑良英
理化学研究所オミックス基盤研究領域

セルイノベーションの次世代シーケンサー拠点

河合 純

次世代シーケンサーとシーケンス拠点

理化学研究所オミックス基盤研究領域

シーケンスライブラリを作製する自動化技術（一分子シーケンサーのための CAGE ライブラリ）

伊藤昌可
2011.11.14

神経細胞機能に着目した、ミトコンドリア呼吸鎖異常を起こす遺伝子変異の系統的な探索

五條堀 孝
豊田哲郎
第3回

講演 題目

東京大学大学院医学系研究科

井上 聡

次世代シーケンサーによる性ホルモン標的分子の探索とそのがんにおける役割

京都大学大学院生命科学研究科

簡便な作成と安定発現が可能となった

松田道行

FRET バイオセンサーは何をもたらすか ?

東京大学分子細胞生物学研究所

白髭克彦

初期発生における雌雄染色体動態制御

vol.4 December 20113
Cellll Innovat
vati
tionion News Letter

TOPICS
1

December 20112

第34回日本分子生物学会年会に出展

セルイノベーション公開
セミナーを開催

日時：2011 年 12 月13日
（火）
〜 16日
（金）
9：00 − 17：00（最終日は 14：00 まで）
会場：第 34 回日本分子生物学会年会
NBRP展示コーナー（パシフィコ横浜 展示ホール）

日時：2012 年 1 月31日
（火） 13：00 − 18：00（予定）
場所：TEPIA ホール（機械産業記念事業財団）
東京都港区北青山 2 丁目 8 番 44 号
定員：250 名 参加料：無料 主催：文部科学省

今年も、特別企画のナショナルバイオリソースプロジェクト（NBRP）実物つきパネル展示「バイオリソース勢ぞろい」に本プログラムが出展します。ぜひお立ち寄り下さい。

次世代シーケンサー技術の急速な発展とライフサイエンス分野への応用について、アカデミアでの理解をよりいっそう深め、また、社会に向けて本プログラムの普及啓発を行うために、先導研究の研究者の講演を中心とした公開セミナーを開催します。詳細はホームページに掲載しますので、ご覧の上、ぜひご参加下さい。

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平成 23 年度成果発表会
日時：2011 年 11 月 8 日（火） 9：50 − 17：55
会場：東京大学医科学研究所

プログラムメンバー 83名が参加して、平成23年度成果発表会が開かれました。榊 佳之プログラムディレクターと石井康彦・文部科学省ライフサイエンス課長の挨拶に続いて、全研究課題の代表機関による口頭発表（12演題）が行われ、代表機関と分担機関によるポスター発表（12演題と13演題）も行われました。プログラム内の研究者の連携を深めることができ、今後の研究の進展に役立つものと期待されます。
発表を聞くプログラムの研究者たち

口頭発表では活発な議論もell nnovation

News Letter

ポスターの前で情報交換

セルイノベーション
ニュースレター

vol.4
December 2011

発 行 日 2011 年 12 月 12 日
編集発行 セルイノベーション事務局〒 108-8639 東京都港区白金台 4-6-1 東京大学医科学研究所
TEL / FAX ： 03（ 6409 ）2386
セルイノベーション ホームページ http://www.cell-innovation.org