当研究室で行った研究がプレスリリース発表されました。

京都大学学際融合教育研究推進センター スーパーグローバルコース医学生命系ユニットの長﨑正朗 特定教授、Gervais Olivier研究員（研究当時）、国立国際医療研究センター ゲノム医科学プロジェクト 戸山プロジェクト長 徳永 勝士らのグループは、長崎大学大学院医歯薬総合研究科教授/国立病院機構長崎医療センター客員研究員の中村稔らのグループが世界規模で臨床研究を進めている、原発性胆汁性胆管炎（primary biliary cholangitis; PBC）（合計1,953人）の日本人遺伝子データベースと日本人の一般集団の全ゲノムデータベース（合計3,690人）との比較を行いました。

その結果、日本人では今まで報告がない3箇所の新規領域を含む、合計7箇所の染色体上の疾患に関わる候補領域を、ほとんどヒトゲノム情報に適用されたことがないポリジェニック効果を考慮した手法、領域内遺伝率推定法（Regional Heritability Mapping法; RHM）による、ゲノム解析から同定しました。

また、再現性を確認するため、3か所の新規染色体対象領域に含まれるSNP（一塩基多型）のうち、統計量が一番有意であったSNPについて、前述の集団とは独立したPBC患者（合計220人）と、京都府立医科大学 大学院医学研究科 上田 真由美特任准教授から提供された一般集団の全ゲノム情報（合計271人）との間で遺伝型の頻度に有意差があるか解析を行いました。その結果、日本人では今まで報告がない3箇所の遺伝子領域（STAT4（注4）、ULK4（注5）、KCNH5（注6）） いずれについても疾患に関係することを再確認できました。

さらに、これら3か所の遺伝子のうち特に海外でも報告例がないULK4とKCNH5について、PBCの患者由来の遺伝子と非罹患群の遺伝子のトランスクリプトーム発現量を比較ました。その結果、ULK4を含む領域についてPBC罹患群で発現上昇していることを見出しました。

RHM法をヒト全ゲノム解析に適用することで新規の遺伝要因を同定したこと、独立した集団を用いてRHM法で同定された遺伝要因の再検証をする一連のスキームを確立したこと双方の成果が世界初になります。同手法は、PBC疾患以外の多因子疾患にも幅広く適用可能であり、今後さまざまな疾患にも適用することで一般的なゲノム情報解析手法では見逃されていた遺伝要因を新たに同定できると期待しています。

本研究は、科学雑誌「European Journal of Human Genetics」オンライン版（9日付：日本時間2021年4月9日）に掲載されました。→Regional heritability mapping identifies several novel loci (STAT4, ULK4, and KCNH5) for primary biliary cholangitis in the Japanese population

研究のポイント

• 日本人遺伝子データベース（PBC罹患群と一般集団）を比較解析し日本人のPBC（primary biliary cholangitis）疾患に関わる３つの新規遺伝子候補領域（STAT4，ULK4，KCNH5）を同定
• 同ゲノム解析に、領域内遺伝率推定法（Regional Heritability Mapping; RHM）法を活用
• 独立した日本人遺伝子データベース（PBC罹患群と一般集団）を比較解析し３か所の再現性を検証
• PBC罹患群と非罹患群との間でULK4とKCNH5の肝臓における遺伝子発現量を比較し、ULK4遺伝子がPBC罹患群で発現上昇することを確認
• RHM法をヒト全ゲノム解析に適用し新規の遺伝要因を同定したこと、および、独立した集団に対しRHM法で同定された遺伝要因を検証する一連のスキームを確立したこと双方が世界初
• 今後、同手法は幅広く新規の遺伝要因の探索に適用可能

プレスリリース本文のリンク

• AMED: 国立研究開発法人日本医療研究開発機構
• 国立国際医療研究センター
• 京都大学

10月5日に、京都大学医学研究科　がん免疫総合研究センターによる緊急シンポジウム
『新型コロナウイルス感染対策におけるPCR検査の利点と課題』～感染制御と社会経済を両立した健康で豊かな社会を取り戻すために～
がオンライン開催されます。

開催日時: 2020年10月5日　17時～19時 【zoomオンライン】

申込締切：2020年9月30日（水）

参加定員：500名（先着順）定員に達し次第締め切りのこと。

PCR検査の実施による感染制御の効果、検査規模を拡大するうえでの課題など…。国民の健康で豊かな社会を取り戻すという観点から、新型コロナウイルスの感染対策のための本質的な議論がパネルディスカッション形式で行われる予定です。

京都大学医学研究科附属　がん免疫総合研究センターNewsページ

※　終了いたしました。

10月18日（金）‌長﨑教授 とオリビエ博士がASHG2019（American Society of Human Genetic 2019) に参加発表します。

ASHG2019

９月８日長﨑教授が第３回日本循環器学会基礎研究フォーラム（BCVR2019)にて招待講演を行いました。

・日時：令和元年9月８日（日）シンポジウム　10:10～10:25
・場所：東京コンベンションホール
・セッション＆テーマ：Genomics in Cardiology
・講演タイトル：Development and application of biomedical methods to facilitate the detection of disease-causing variants based on whole genome data from Japanese
・言語：英語

第３回日本循環器学会基礎研究フォーラム

８月２８日(水）長﨑教授がGenome Expo 2019にて招待講演を行いました。

・日時：令和元年８月２８日（水）招待講演 10：30～11：00
・場所：U110, Engineering Bldg. 4, UNIST, Ulsan, Korea
・セッション＆テーマ：International Symposium on Human Genomics
・講演タイトル：Genome cohort projects in Japan and biomedical analyses toward the discoveries of disease-causing variants
・言語：英語

GenomeExpo2019

6月15日（土）‐17日（月）長﨑教授とオリビエ博士がESHG 2019（European Human Genetics Conference）に参加発表しました。

・日時：令和元年6月15日（土）‐17日（月）
・場所：Gothenburg, Sweden
・ポスタータイトル：HLA-VBSeq v2: enhancements of HLA genotyping accuracy from WGS data with full-length Japanese HLA sequences
・言語：英語

ESHG2019

長崎研究室は、２０１９年４月１日より、京都大学　学際融合教育研究推進センタースーパーグローバルコース医学生命系ユニット
に異動しました。ひき続きどうぞよろしくおねがいします。

京都大学大学院医学系研究科付属ゲノム医学センター

第84回インシリコ・メガバンク研究会、東芝共同研究量子暗号通信セミナー、セキュリティセミナーを下記のとおり合同で開催しますのでご案内いたします。

・日時：平成29年12月14日(木) 18：00-19：30
・場所：東北メディカル・メガバンク棟3階大会議室
・プログラム
1. 共同研究の進捗説明　長崎正朗教授

2. 講師：佐々木雅英先生（国立研究開発法人　情報通信研究機構）
演題：量子暗号技術を用いた超長期セキュア秘密分散保管システム
概要：ゲノム情報や個人の生命に関わる医療情報が複数の家系や複数の世代に関わる情報であり、万が一漏洩すれば取り返しのつかない事態を招くため、世紀単位の超長期間にわたって機密性（情報が漏れないこと）と完全性（データが改ざんされないこと）を保証する必要がある。しかし、現代暗号のみでは、将来の安全性の危殆化を完全に防ぐことができないため超長期の機密性・完全性の確保は不可能である。一方、量子暗号という技術と秘密分散というプロトコルをうまく組み合わせることにより、どんな計算機でも解読できず、災害等で一部エリアのサーバが損しても原本データを正しく復元できる秘密分散保管システムを実現することができる。情報通信研究機構では、現在、医療機関の協力を得て、超長期セキュア秘密分散保管システムの研究開発に取り組んでいる。本セミナーでは、量子暗号の仕組みを解説し、秘密分散保管システムの概要と取り組みの現状、今後の展望について紹介する。

3. 講師：佐藤英昭研究主幹（株式会社東芝 研究開発本部　研究開発センター）
演題：東芝の量子暗号通信技術と東北大学との共同研究概要 
概要：量子暗号通信は、究極の安全性を実現する暗号通信システムで、将来にわたって通信データを解読できない暗号通信を実現することが可能です。 東芝では、英国の東芝欧州研究所ケンブリッジ研究所で開発した量子暗号通信技術の実用化に向けた取組みを進めており、ゲノム解析データの送信実験を東北大学との共同研究として２０１５年から実施しています。本講演では、共同研究成果の概要と量子暗号通信装置の最新の研究開発状況をご説明するとともに、量子暗号通信を活用したシステムの将来構想についても言及します。

4. セキュリティの重要性　高井貴子准教授 

5. 閉会の挨拶　長神風二特任教授  

＊本講演は医学系研究科系統講義コース科目の授業として振替可能です。 

世話人：長神風二、高井貴子、長﨑正朗

11月16日（木）‌三澤計治助教が 日本人類遺伝学会 第62回大会 にてポスター発表を行います。

・日時：平成29年11月16日（木） 18:10-19:10
・場所：神戸市
・講演タイトル：複数の研究機関が持つゲノムデータを相互に開示せず分析する解析手法を開発

・日本人類遺伝学会 第62回大会

第83回インシリコ・メガバンク研究会を下記のとおり行いますのでご案内いたします。今回は大阪大学微生物病研究所・Daron Standley先生を講師としてお迎えし、「Quantifying structural and functional convergence in immune cell repertoires」というタイトルで講演していただきます。

・日時：平成29年9月19日(火) 17：00-18：30 
・場所：東北メディカル・メガバンク棟3階小会議室2  
・演題：Quantifying structural and functional convergence in immune cell repertoires  ・講師：Daron Standley （大阪大学微生物病研究所）

＊本講演は医学系研究科系統講義コース科目の授業として振替可能です。

・概要： It is well established that protein structure is more conserved than sequence on an evolutionary timescale.  This fact allows functional inferences to be drawn from proteins that share the same fold, even when their sequence similarity is quite low. In the case of B cell receptors, the relationships between sequence and structure and function are more complex. Most BCRs look similar globally but differ in the details of their antigen-binding regions. These differences are due to the fact that each BCR is assembled from a patchwork of genes, which are combined randomly and can be further diverged by random mutations upon antigen encounter. Traditionally, bioinformatics analysis of BCR sequences involves clustering those that arise from the same genes into “lineages”, in order to identify BCRs in a given donor that target a common antigen.  The diversity of BCRs has been estimated to exceed 10¹³ in humans, which means that it is very unlikely that any two donors will display the same repertoire of BCRs, even after exposure to the same antigen.　Nevertheless, x-ray crystallographic studies have demonstrated that structurally and sequentially similar BCRs targeting common antigens can arise in different donors using different genes. Our hypothesis is that clusters of BCRs targeting the same antigen are more likely to have sequence and structural features in common than BCRs targeting different antigens. High-throughput sequencing methodologies can now deliver paired (heavy-light chain) sequence datasets on the order of 10⁴ sequences per experiment, and are expected to improve rapidly in the near future. Clearly, x-ray crystallography will not be able to cope with so many emerging BCR sequences in a high-throughput manner. Thus, there is a strong motivation to leverage structural bioinformatics in order to infer structure and functional similarities. In this presentation, I will show results from our high-throughput BCR and TCR structural modeling platform (Si Repertoire Builder). Using multiple alignment and 3D rendering methods developed in our lab, we could reduce the time required to build an atomic-resolution BCR model to just seconds, corresponding to over 17,000 atomic resolution models per day on a single CPU. We then show that human BCRs acquired post flu vaccination display strong structural convergence, and even exhibit structural similarities to BCRs acquired from vaccinated mice. These findings suggest that BCR modeling, in combination with high-throughput sequencing may be able to identify diverse sequences targeting common antigens across donors and across species.  

・世話人：寺口俊介、長﨑正朗