B2-2 オミックス解析支援

ユニット名

支援担当者

支援技術のキーワード

エピゲノム解析、ゲノム解析、ロングリードシークエンス解析、エピトランスクリプトーム解析

支援技術の概要

がんをはじめとする様々な疾患においてエピゲノム変化・ゲノム構造変異・RNA修飾変化などが生じることが明らかとなっている。これに対して支援担当者らは、（1）少数細胞検体のエピゲノム解析（2）ショートリードとロングリードを組み合わせたゲノム解析（3）RNA修飾などのエピトランスクリプトーム解析の技術を構築してきた。そこで本支援では、これらのオミックス解析技術を幅広く外部研究者の支援に提供することで、国際競争力の高い研究成果を世界に発信することを目指している。

支援技術の利用例

1. エピゲノム解析（ChIP-seq/CUT&RUN/CUT&Tag/Hi-C/メチル化アレイ）
2. ゲノム解析（全エクソーム解析・ロングリード解析）
3. エピトランスクリプトーム解析（RNA修飾）

支援担当者の研究概要

支援担当者は早期よりクロマチンレベルの転写制御の研究に従事し、白髭克彦先生（現東京大学定量研所長）らとChIP-chip解析を用いてコヒーシンとCTCFの共局在を発見したことは高次クロマチン構造解析への端緒となった（Wendt, Aburatani et al. Nature 2008）。さらにChIP-seq解析などのエピゲノム解析技術を早期から確立し、白色および褐色脂肪細胞分化における新規ビバレントドメインの同定（Matsumura, Aburatani et al. Mol Cell. 2015）、脂肪細胞分化におけるパイオニア転写因子NF1（Hiraike, Aburatani et al. Nat Cell Biol. 2017）・JMJD1A（Abe, Aburatani et al. Nat Commun. 2018）・SETD5/ NCoR/HDAC3複合体の同定（Matsumura, Aburatani et al. Nat Commun. 2021）を進めてきた。最近は、CUT&RUN/CUT&Tagによって数百といった少ない細胞数からでもエピゲノム情報を取得する技術を確立している。

1細胞オミックス情報を患者情報と紐づける際にはゲノム解析が欠かせない。支援担当者らは、世界初のヒトゲノムのコピー数多型マップ（Redon, Aburatani et al. Nature 2006）を皮切りに、国際がんゲノムコンソーシウム（Totoki, Aburatani et al. Nat Genet. 2014; ICGC/TCGA, Aburatani et al. Cell 2017; Nature 2020; Bailey, Aburatani et al. Nat Commun. 2020; Li, Aburatani et al. Nat Commun. 2020）、エピゲノムコンソーシウムにも参画して国際連携にも貢献する一方で、がんにおける転写制御変異の解明などメカニズム研究にも精力的に取り組んできた（肝芽腫Nagae, Aburatani et al. Nat Commun. 2021; 肝がんHama, Aburatani et al. Nat Commun. 2018、胃がんSuzuki, Aburatani et al. Sci Adv. 2020、大腸がんSaito, Aburatani et al. Nat Commun. 2018、虚血性心疾患Koyama, Aburatani et al. Nat Genet. 2020）。一方で、支援担当者の研究施設を集中研とした産学オープンイノベーション体制を構築し、ゲノム抗体創薬における標的探索、ヒストン修飾阻害剤やメチル化マーカーの開発などエピゲノム創薬の基盤構築を行ってきた。またNanoporeロングリードシークエンサーを導入してゲノム構造解析を推進するとともに、RNAのダイレクトシークエンスによってRNAの転写後修飾を深層学習により解析するnanoDocというツールを開発してエピトランスクリプトーム解析を推進している（Ueda, bioRxiv. 2020）。