一分子長鎖型シークエンサーを用いた複数名の高深度ゲノム情報を元に 日本人に特徴的なゲノム情報を10倍に拡充
東北大学東北メディカル・メガバンク機構（以下、ToMMo）は、コホート調査＊2の参加者から提供されたDNAをもとに、一分子長鎖型シークエンサー PacBio RS II（Pacific Biosciences社製：以下、PacBio）を用いて日本人の基準ゲノム＊3の構築を進めています。2016年6月に日本人基準ゲノム配列JRGv1 （Japanese Reference Genome version 1）を公開していましたが、今回、新たに2名分を加え、合計3名の全ゲノムを高精度に解読しました。本シークエンス解析の結果、国際ヒトゲノム参照配列＊4に対して、前回の公開分をあわせて、日本人が保有しこれまで報告されてこなかった約9,600箇所の新たな挿入配列、約620万塩基の同定に成功しました。この解読完了から、ToMMoでは、新たに同定された配列群を挿入するなどして得られた日本人の基準ゲノム配列JRGv2 （Japanese Reference Genome version 2）を作成、公開することとしました。今回の日本人に特徴的なゲノム構造の拡充は、前回の約10倍の規模になります。
また、あわせてデコイ配列＊5 decoyJRGv2を公開することとしました。デコイ配列とは、国際ヒトゲノム参照配列には含まれていない領域をまとめたもので、decoyJRGv2は日本人に高頻度でありながら国際ヒトゲノム参照配列には含まれていない配列で、ゲノム解読時の重要な行程であるアライメント＊6の精度の向上に活用されます。
両配列の公開は、国際ヒトゲノム参照配列だけを用いている際には精確に読みとることのできなかった領域の研究に大きく寄与し、クリニカルシークエンスを含む、日本のゲノム研究全体を底上げ、加速させるものと期待されます。また今回の成果は、日本人に特徴的なゲノム構造を拡充する成果であり、今後、日本の医学研究の大きな基盤となる成果と考えられます。
公開
日本人基準ゲノム公開URL（図）http://jrg.megabank.tohoku.ac.jp/
1.日本人基準ゲノム JRGv2 約30億塩基（国際参照配列に約9,600箇所の挿入配列、約620万の新規塩基を含む）
2.日本人基準ゲノム用デコイ配列 decoyJRGv2 約620万塩基
なお今後の研究の進展により、より精細な配列情報が得られた場合は、バージョンアップする予定です。
【用語解説】
＊1． 一分子長鎖型シークエンサー：主に2000年代半ば以降に登場した、DNA配列を超並列に読み取る(シークエンス)機器は、次世代シークエンサーと一般に呼ばれている。主に、ランダムに切断されたDNA断片の塩基配列を1塩基ずつ決定する解析過程を、数百万から数十億ものDNA断片に対して同時並列的に処理することが可能。この技術はDNAを増幅する必要があり、読み取り長は最大でも数百塩基である。一方、DNAを増幅することなく、一分子のまま1万塩基以上読みとることのできるシークエンサーが登場し、一分子長鎖型シークエンサーと呼ばれている。増幅しないため、ゲノムをより均一に読みとることが可能である。
＊2． コホート調査：ある特定の人々の集団を一定期間にわたって追跡し、生活習慣などの環境要因・遺伝的要因などと疾病の関係を解明するための調査のこと。
＊3． 日本人基準ゲノム：より日本人のゲノム情報を反映した参照配列。現在は、一般的に国際ヒトゲノム参照配列が用いられている。東北メディカル・メガバンク機構において、2016年4月23日に日本人基準ゲノム JRGv1 （Japanese Reference Genome version 1）の構築のニュースリリースを行った。
参考：日本人の基準ゲノム配列(JRG)を決定―長鎖読みとり型次世代シークエンサーを用いて日本人のもつゲノム構造を解明―
＊4． 国際ヒトゲノム参照配列：国際的な学術組織Genome Reference Consortiumが継続的に改訂を行っているヒトゲノムの全染色体の塩基配列。同配列は主に欧米の複数のヒトゲノムを読むことで構築されている。事実上、ヒトゲノムのデファクトスタンダードの塩基配列として全世界のヒトゲノム研究に利用されている。2016年4月現在、最もよく使われている最新の国際ヒトゲノム参照配列はGRCh38である。
＊5． デコイ配列：繰り返し配列などの、短鎖型次世代シークエンサーでの難読領域等を仮想配列として統合した配列。難読配列は、短鎖型次世代シークエンサーによって読みとりはされるが、その読みとり結果を、国際ヒトゲノム参照配列等に照らして並べ（アライメントし）ようとすると、適合しなかったり、特定箇所に過度に集中するなどして、うまくアライメントすることができない。そうした領域を、（デコイ＝おとりのようにして）人為的に集める仮想配列をつくると、短鎖型次世代シークエンサーの結果の解析に対して有用である。
＊6． アライメント：ゲノム解読において、特に短鎖型のシークエンサーにおいてシークエンス解析された配列を、お手本となる参照配列のどこ由来の配列かを探索し並べること。
関連リンク
日本人の基準ゲノム配列のデコイ配列decoyJRG v1を公開しました
日本人の基準ゲノム配列（JRG）を決定～長鎖読みとり型次世代シークエンサーを用いて日本人のもつゲノム構造を解明～【プレスリリース】
Integrative Japanese Genome Variation Database