ワシントン大学、ヒトゲノム研究の「第3フェーズ」に1600万ドルを授与

ワシントン大学の科学者たちは、新たな1,600万ドルの資金提供を受けて、DNAの変異が健康や病気にどう影響するかを解明する研究に協力する。

この資金は、米国国立衛生研究所（NIH）が主導する5年間、1億8500万ドル規模の「ゲノム変異の機能への影響（IGVF）」コンソーシアムの一環として提供される。ワシントン大学は、このコンソーシアムに加盟する30の研究拠点の1つとなると、NIHは木曜日に発表した。

4文字の遺伝暗号の変異こそが、私たち一人ひとりを異なる存在にしているのです。例えば、AがTに、CがGに、といった具合です。時には、DNAのより長い範囲が入れ替わったり、欠失したり、重複したりすることもあります。こうした変異は、目や髪の色などを決定するだけでなく、様々な病気に対する感受性にも影響を与えます。

ワシントン大学のプレスリリースで、ゲノム科学教授のジェイ・シェンデュア氏は、NIHのプロジェクトをヒトゲノム研究の「第3フェーズ」と呼んだ。ヒトゲノム配列の解読は第1フェーズの大部分を占め、疾患に関連する多くの変異体の発見は第2フェーズの一部であると、ブロトマン・バティ研究所所長も務めるシェンデュア氏は述べた。

しかし、一部の変異がどのように特定の病態につながるのか、そしてどの程度寄与するのかなど、多くの疑問が未解明のままです。「この第3段階では、これまでの研究を全てまとめようとしています」とシェンデュア氏は発表の中で述べています。

NIHの新たな取り組みは、変異が遺伝子や細胞の機能にどのような影響を与え、健康にどのような影響を与えるかについての研究を拡大します。この取り組みには、ワシントン大学における2つのプロジェクトが関与します。

シェンデュア氏は、複数のプロジェクトの一つを率い、調節因子として知られる100万以上のDNA配列を解析します。これらの因子は、遺伝子の機能、例えば遺伝子のオンオフなどに影響を与えます。また、細胞が皮膚、骨、筋肉になるかどうか、そして生物がどのように発生・成長するかにも影響を与えます。

数百万もの調節要素だけでなく、それらの機能に影響を与える可能性のある変異体も数十億個存在します。シェンデュア氏と彼のチームは、これらすべてを解明するために計算論的アプローチを採用しています。

研究チームは、変異の機能に関するデータを用いて人工知能プログラムを訓練します。目標は、変異が遺伝子や細胞に及ぼす影響を予測できる計算モデルを構築することです。このプロジェクトには、カリフォルニア大学サンフランシスコ校とドイツのベルリン・シャリテ医学大学の研究者も参加します。

2つ目のプロジェクトでは、変異が疾患にどの程度寄与しているかをより詳細に調査します。このプロジェクトは、ワシントン大学ゲノム科学助教授であり、ブロトマン・バティ先端技術研究所の共同所長でもあるリア・スタリタ氏と、ワシントン大学ゲノム科学准教授のダグラス・ファウラー氏が主導します。

こうした研究の一部は、UW メディシンに設立される新しいグループ、アクショナブル バリアント分析センターで実施される予定です。

研究者らは、がんやその他の疾患に関与する32の遺伝子における20万の変異を解析します。彼らの目的は、いわゆる「アクショナブル（行動可能）」な変異が疾患に及ぼす影響を実験的に測定することです。これらの変異は、患者の治療に影響を与える可能性が高いものです。

スターリタ氏は発表の中で、この新たな資金提供により「検査結果から意義不明な変異を排除することで、遺伝子検査がより多くの人々にとって意義のあるものになる」と述べた。スターリタ氏のプロジェクトには、オーストラリア・メルボルンのウォルター・アンド・イライザ・ホール研究所とシアトル小児研究所の研究者も参加している。

Starita はまた、最近発足した国際コンソーシアムである Atlas of Variants Effects (AVE) Alliance の主導にも協力しており、Fowler 氏はその執行委員会のメンバーでもある。

同アライアンスのウェブサイトによると、同アライアンスの目標は、「データ生成者、キュレーター、利用者、そして資金提供者やその他の利害関係者を結集し、変異解析に関する標準を設定し、ツールを共有し、戦略を策定すること」です。このアトラスは、遺伝子診断の改善を最終目標として、変異の影響を示す「マップ」の作成を支援します。

この目標は、NIH の新しい取り組みの目標と一致しています。

ワシントン大学の新しいプロジェクトは、DNAが病気に及ぼす影響を科学者や患者がより深く理解するのに役立つだけでなく、将来的には新たな治療法の開発にもつながる可能性がある。

「研究分野として、私たちはゲノム配列の解読は非常に得意ですが、発見したものを理解するのはまだかなり苦手です」とスターイタ氏はワシントン大学の発表で述べた。