マウスゲノム多型データベースMoG+の高度化とその利用

22 https://molossinus.brc.riken.jp/mogplus/○高田豊行1、臼田大輝1、櫛田達矢1、城石俊彦2、桝屋啓志1

実験動物マウス（Mus musculus）
・哺乳動物のモデルであり、複数の亜種に由来する複合種
・ゲノム編集をはじめとした各種遺伝子改変動物の作製、およびそれらの解析による、疾患、表現型研究に多用されている- ヒト疾患モデル
疾患と共通の症状、または共通の遺伝子変異を有する- 世界各地で捕獲された野生マウスに由来する系統
人類の遺伝的多様性とその役割を研究することが可能- 遺伝子改変マウス（ゲノム編集などによる）- 特定の細胞や分子に、蛍光、発光標識を導入して生命現象の可視化が可能

1. 理研BRC統合情報開発室、2. 理研BRCセンター長室

ゲノム情報（塩基配列の計測情報）は、遺伝子、アミノ酸の配列のみならず、遺伝子発現やその制御機構（クロマチン、転写制御、エピジェネティクスなど）の理解に利用可能。また、細胞、ウイルスなどの存在、分布、生物種（内）の多様性の判定に有効。

実験動物マウスのゲノム情報は・生物多様性や進化、さらには様々な生命現象の理解のために重要な総合情報・医学生物学研究の戦略立案や、その効果的な遂行に必須
C57BL/6J
汎用系統- 部位特異的に遺伝子操作を行うことが可能で、細胞や組織、臓器における遺伝子機能が解析可能

MSM/Ms日本産野生由来系統

NBRP中核機関「実験動物マウス」
・約9,000種類のマウス系統を維持、保存、提供（実験動物開発室）
トーゴーの日シンポジウム2022

日本産野生由来系統のゲノム情報の重要性（次項）
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マウスゲノム多型データベースMoG+の高度化とその利用

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マウスミシマバッテリー（マウス野生由来10系統）

日本産野生由来系統のゲノム情報の重要性
B6とMSM の遺伝的多様性

T≒1 million years
M. m. domesticus C57BL/6J

SNPs ~ 0.82%





MSM/Ms
M. m. molossinus

B6129P2
A/J
NZO
NODkb

14.
et al. Genome Res. 201314

Takada

B6MSM
B6

理研BRCから提供可能な実験動物マウス（例; 野生由来近交系統）/

実験動物マウスのゲノムはモザイクである
マウス基準系統のゲノムの一部は日本亜種由来であり、マウス基準系統を特徴づける疾患感受性や体質の表現型の一部は、日本亜種由来のゲノム多型が原因となっている可能性が高い

トーゴーの日シンポジウム2022

The Mishima battery since 1970’s(established by Dr. Moriwaki and his colleagues)

疾患や表現型に関わる責任遺伝子同定など、各種の研究に、複数の亜種由来マウス系統のゲノム（多型）情報が貢献する

データベース化して公開

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マウスゲノム多型データベースMoG+の高度化とその利用

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MoG+（モグプラス; mouse genome database with high added value）は、実験動物「マウス」のゲノム多型を収集、整理、公開するデータベース。
現在、理研BRCから入手可能な野生由来10系統の全ゲノム（オリジナルデータ）、および公共データ（36種類の近交系統）の塩基多型情報を搭載

コンテンツの一例（遺伝子上にある塩基置換や、アミノ酸置換の目視が可能）
Histidine

Glutamine

ミシマバッテリーのゲノム多型情報> 4.5千万
SNPs/Indels sites

vs. C57BL/6J(GRCm38/mm10)
Takada et al. 2021

国立遺伝学研究所先端ゲノミクス推進事業、科研費・特定領域｢ゲノム」支援、NBRPゲノム情報等整備プログラム@ 国立遺伝学研究所城石研究室

疾患、集団遺伝学など広範な研究コミュニティ向け
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マウスゲノム多型データベースMoG+の高度化とその利用

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1. 疾患関連情報とモデルマウス検索機能の強化
データベースに付帯する各種機能、データダウンロードページ、チュートリアルなどのリンク

遺伝子情報（遺伝子記号「Wnt4」の検索結果）
遺伝子情報へのリンク

他の公共DBへのリンク

ヒト疾患関連遺伝子、遺伝子機能情報へのリンク

理研BRCから供出可能 遺伝子のある染色体上のマップなマウス系統のリスト へのリンクと塩基配列の取得

遺伝子記号をクエリにして検索し、遺伝子情報を取得
遺伝子記号をクエリにして検索し、マウス系統検索結果を取得

染色体上の位置情報をクエリにしてマップ情報を取得

遺伝子の詳細情報と塩基配列比較などへのリンク（重要）日本人ゲノム多型とその頻度、疾患との関連性のデータベース

マウス系統の検索結果（理研BRCから供出可能な系統を表示）

TogoVarの情報にリンク（日本人の疾患関連ゲノム多型）

ミシマバッテリー
Adam & Eveの地理的分布

塩基レベルの相互比較困難

ミシマバッテリー系統の解説
関連リンク

参照: https://togovar.biosciencedbc.jp/?term=WNT4

将来、ヒトーマウスで比較可能な疾患関連多型情報を掲載
NBRP中核機関「実験動物マウス」
9,000種以上のマウス系統を維持、保存、提供（実験動物開発室） して疾患研究に最適な実験用マウス系統の選択をアシスト疾患研究に有用な情報の提供や、最適なバイオリソースの提案
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マウスゲノム多型データベースMoG+の高度化とその利用

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2. 疾患研究コミュニティに提供する情報の高付加価値化
各種のマウス
近交系統例）各種転写制御関連ゲノム領域とマウスゲノム多型の並列表示を可能にする基盤の構築（統合化推進プログラム（2022~）の一部として実施中）
統合化推進プログラム（2022~ ）ゲノム座標情報と塩基多型（MoG+; VariantTable）

https://biosciencedbc.jp/funding/project/22677335.html
表記プログラムの基盤構築の一部として、理研BRCから入手可
能な野生由来10系統の全ゲノム、および公共データ（36種類の近交系統）の塩基多型（SNPs & Indels）情報を対象にした情報統合作業が進行中

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マウスゲノム多型データベースMoG+の高度化とその利用

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3. 最新のゲノム多型情報などコンテンツのアップデートに注力
最新のゲノム多型情報の追加

ゲノム長鎖解読を行う必要性、意義例）ゲノム構造多型について[従来は困難だったゲノム構造多型の観測が可能に!]

理研BRCから提供可能な実験動物マウスの長鎖解読によるゲノム情報整備
令和2年度 AMED - NBRP

ゲノム情報等整備事業「日本産疾患モデルマウス系統の長鎖解読によるゲノム情報整備」
内容：BRC提供マウス系統５種類 (BRC5)のLong-read解析を利用したゲノム多型解析
解析系統 MSM/Ms （MSM；健常型）
JF1/Ms（JF1；ヒルシュスプルング病 [指定難病291]）：日本産亜種に由来する健常・疾患系統のゲノム情報整備によるヒト地域集団のモデル化

従来法
新しい方法

NC/Nga （NC；アトピー性皮膚炎、日本で樹立）
FLS/Shi （FLS；非アルコール性脂肪肝炎、日本で樹立）
STR/OrtCrlj* （STR；遺伝性変形性関節症、米国で樹立)：理研BRCから提供可能な野生由来を含む近交系統99種から提供実績のある系統

イメージ

ゲノム配列やゲノム多型データの公開予定
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マウスゲノム多型データベースMoG+の高度化とその利用

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まとめ
マウスゲノム多型データベースMoG+の付加価値向上と、各種データの統合による生命現象の総合的理解など、研究コミュニティへの貢献を目指して、以下の高度化を推進しています
1. ヒト疾患関連情報、理研BRCから入手可能なリソースなどのコンテンツの追加
2. 外部dbとの連携を強化
3. 継続した最先端ゲノム情報の付加

謝辞
豊田 敦
野口英樹

国立遺伝学研究所比較ゲノム解析研究室/国立遺伝学研究所先端ゲノミクス推進センター
情報・システム研究機構データサイエンス共同利用基盤施設ゲノムデータ解析支援センター/ 国立遺伝学研究所先端ゲノミクス推進センター
近藤伸二
情報・システム研究機構データサイエンス共同利用基盤施設ゲノムデータ解析支援センター/ 国立遺伝学研究所先端ゲノミクス推進センター
馬場知哉
情報・システム研究機構データサイエンス共同利用基盤施設ゲノムデータ解析支援センター/ 国立遺伝学研究所先端ゲノミクス推進センター
宮澤秀幸
情報・システム研究機構データサイエンス共同利用基盤施設ゲノムデータ解析支援センター
福多賢太郎 情報・システム研究機構データサイエンス共同利用基盤施設ゲノムデータ解析支援センター
川本祥子
国立遺伝学研究所系統情報研究室
三橋 信孝
情報・システム研究機構 データサイエンス共同利用基盤施設/ライフサイエンス統合データベースセンター
片山 俊明
情報・システム研究機構 データサイエンス共同利用基盤施設/ライフサイエンス統合データベースセンター
川島 秀一
情報・システム研究機構 データサイエンス共同利用基盤施設/ライフサイエンス統合データベースセンター
小幡 裕一. 理化学研究所バイオリソース研究センター
田村 勝
理化学研究所バイオリソース研究センター マウス表現型解析開発チーム
三浦郁生.
理化学研究所バイオリソース研究センター マウス表現型解析開発チーム
吉木 淳
理化学研究所バイオリソース研究センター 実験動物開発室

トーゴーの日シンポジウム2022

国立遺伝学研究所DNA Data Bank of Japan (DDBJ) スパコン
科研費（22K06061）
科研費・特定領域｢ゲノム」支援
国立遺伝学研究所先端ゲノミクス推進事業
NBRPゲノム情報等整備プログラム（2016, 2017, 2020年度）
情報・システム研究機構新領域融合プロジェクト(生命システム)統合化推進プログラム（JPMJND2202）
ROIS-DS-JOINT (039RP2022)

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