研究領域名：生命のシステム的理解に向けたゲノム研究推進のための総合的基盤構築

1．研究領域名：

生命のシステム的理解に向けたゲノム研究推進のための総合的基盤構築

2．研究期間：

平成16年度～平成21年度

3．領域代表者：

小原　雄治（情報・システム研究機構国立遺伝学研究所・所長）

4．領域代表者からの報告

（1）研究領域の目的及び意義

　本領域は、これまでの特定領域研究等によって整備された施設・設備を有効活用し、スケールメリットがありかつゲノム研究に必須のデータ取得について量的な面と質的な面から貢献し、ゲノム研究のさらなる展開の基盤を構築するものである。これは、大学研究室連合である特定領域研究をゲノム研究に最大限活かすためにはこのような一定規模以上の基盤支援体制が必須であり、また極めて有効であるからである。スケールメリットのある代表格として1．シーケンシングや2．ヒト多型タイピング、そしてわが国の得意分野である完全長cDNA技術に基づく3．トランスクリプトーム解析を本領域で扱うこととした。さらに生命のシステム的理解に向けた4．高度データベース構築及びその支援も範疇に入れている。このためにそれぞれに計画研究または支援班を設け、それぞれの分野のエキスパートが研究をおこない、その高いレベルの研究に基づいて一定規模以上の解析システムを構築し、さらに技術開発・改良を進めて常にその分野の先端のレベルに維持し、これをゲノム特定全領域に提供する。このような体制構築と実行が本領域のミッションである。

（2）研究の進展状況及び成果の概要

• 支援班1（大量DNAシーケンシング体制の構築と支援）：大幅シーケンスコストダウンをおこない、設備のフル稼働のメドをつけた。マウス亜種シーケンスから平均0.9％のSNPsを同定した。多細胞生物の起源、立襟べん毛虫のゲノム配列決定を開始した。
• 支援班2（ヒトゲノム多型解析による疾患発症関連遺伝子解明のための研究支援）：自己免疫性甲状腺炎を中心とした自己免疫疾患関連遺伝子の解明、糖尿病疾患関連遺伝子の同定と医療への応用、ローカスおよびゲノムワイド関連解析による統合失調症の分子基盤の解明を進めた。
• 支援班3（情報解析および成果公開のための支援活動）：支援を公募し、上半期の支援を開始した。
• 計画研究D01（大量DNAシーケンシングと生命システム比較解明への応用）近縁線虫DiploscapterのEST／ゲノム配列解析からC.elegans（シーエレガンス）ホモログを多数同定し、比較システム解析への基盤整備した。線虫遺伝子発現・機能データベースNEXTDBの強化を進めた。
• 計画研究D01（微生物ゲノムシーケンシング体制の活用による微生物システム解明への基盤構築)：5名の成人健康フローラのメタゲノム解析の方法論を確立実行し、約220菌種を同定、約2万種類の新規遺伝子を示唆した。高い存在比だが未同定のゲノム（菌種）が複数存在することが示唆した。
• 計画研究D02（完全長cDNAライブラリーを利用したトランスクリプトーム解析と技術開発）：現在までに、計14種類の完全長cDNAライブラリーを作製。4生物種から計10種類の5’SAGEライブラリーを作製し、本法の遺伝子の完全長cDNA、プロモータ領域の解析への有効性を示した。
• 計画研究D03（SNP解析支援体制の確立と疾患関連遺伝子の同定）：現行の一分子蛍光検出法によるタイピングの手間とコストを削減した。10万～50万SNPsを用いるゲノムワイド関連分析システムを導入した。DigiTag（ディージータグ）法を開発、高い成功率・低コストでの解析の見通しをつけた。
• 計画研究D03（アルツハイマー病を中心とした神経系疾患の多型タイピング体制確立と応用）：共通診断に基づき孤発性アルツハイマー病約2500例、対照2400例の試料を収集。染色体10番の候補領域(60-107Mb)で1315SNP（平均38kb）を用いてタイピングを行い、感受性遺伝子を発見した。
• 計画研究D04（生命システム解明の基盤データベース構築）：KEGGPATHWAYパスウェイデータベースが国際標準となり、NCBI側でもEntrezGene（アントレジーン）からKEGGPATHWAYへのリンクづけが行われた。KEGGの特徴として代謝物質、薬物、環境物質といった生物学的意味での分類に重点を移した。

5．審査部会における所見

A（現行のまま推進すればよい）
　当該領域は、ゲノム4領域全体の基盤となる体制を確立しつつ、大量DNAシーケンス、トランスクリプトーム解析、多型解析等々の先端技術を総括し、発足間もないうちに着実な成果を挙げることに成功していることから大いに評価できる。個別の研究成果は期待通りであり、今後の進展が大いに期待される。大量シーケンスや多型解析などの能力の高い研究センターは我が国のゲノム研究のみならず生物学全般の進展に寄与する不可欠な基盤であるので、研究支援サービスと科学的研究内容の充実を両立させるべく絶えず適切な運営がなされるように配慮を望みたい。特に新たにシーケンスすべき生物種を選択する際には、外部委員会等に幅広い意見を求めるなど、判断の透明性を保つよう工夫を続けて頂きたい。一方、研究項目D04に設定されている計画研究「生命システム解明の基盤データベース構築」は「生命システム情報」A01との積極的な連携を実現するように留意が必要だろう。