- 課題管理番号
- 25ama121015j0004
- 統合プロジェクト(三期)
医薬品プロジェクト
- 統合プロジェクト(二期)
医薬品プロジェクト<第二期>
- 事業名
生命科学・創薬研究支援基盤事業
- タグ(2025)
研究開発目的: 研究開発基盤の整備研究
研究の性格: 創薬基盤の整備研究
ICD-10大分類: 該当なし<対象とする疾患なし>
対象疾患領域: その他 , がん , 生活習慣病<免疫アレルギー疾患、腎疾患を含む> , 精神・神経疾患 , 老年医学・認知症 , 難病 , 成育 , 感染症
特記的事項: DX<SaMD、AI、ICTを含む>
補足確認: 予防・保健 , 診断 , 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- タグ(2024)
研究開発目的: 基礎医学研究
研究の性格: 疾患を特定しない基礎医学研究<生命・病態解明研究>
研究モダリティ: その他
ICD-10大分類: 該当なし<対象とする疾患なし>
対象疾患領域: その他 , がん , 生活習慣病<免疫アレルギー疾患、腎疾患を含む> , 精神・神経疾患 , 老年医学・認知症 , 難病 , 成育 , 感染症
特記的事項: DX<SaMD、AI、ICTを含む>
補足確認: 予防・保健 , 診断 , 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- タグ(2023)
研究開発目的: 基礎医学研究
研究の性格: 疾患を特定しない基礎医学研究<生命・病態解明研究>
研究モダリティ: その他
ICD-10大分類: 該当なし<対象とする疾患なし>
対象疾患領域: その他 , がん , 生活習慣病<免疫アレルギー疾患、腎疾患を含む> , 精神・神経疾患 , 老年医学・認知症 , 難病 , 成育 , 感染症
特記的事項: DX<SaMD、AI、ICTを含む>
補足確認: 予防・保健 , 診断 , 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- タグ(2022)
研究の性格: 研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
開発フェーズ: 基礎的
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: 該当なし<対象とする疾患なし>
疾患領域: 感染症 , がん , 生活習慣病 , 精神・神経疾患 , 老年医学・認知症 , 難病 , 成育
開発目的: 予防・健康 , 診断 , 治療 , 生活の質<QOL>
- 代表研究機関
- 国立研究開発法人理化学研究所
- 研究代表者
(2025) 桃沢幸秀, 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター 基盤技術開発研究チーム・チームディレクター
(2024) 山本一彦, 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター・センター長
(2023) 山本一彦, 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター・センター長
(2022) 山本一彦, 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター・センター長
- 研究期間
- 2022年度 - 2026年度
- 課題への総配分額
- 417,016 千円
- 研究概要(2025)
- 理化学研究所・生命医科学研究センターでは、各種最新鋭次世代シーケンサーの共用体制を整備し、大規模DNA/RNAシーケンス支援に資するライブラリー調製、シーケンス、データ解析を集約して実施する研究基盤として「ゲノムプラットフォーム」を運用しており、理研に整備されている共同利用計算機「HOKUSAI」を用いた大規模次世代シーケンスデータ解析パイプラインも構築・運用している。本課題での支援として、これらの最先端機器及び計算機システムを稼働させ、シーケンス解析からデータ解析、さらには統合解析までを一括してパイプライン化して行うことにより、年間30程度の依頼案件についてコンサルテーションを行いながら統合的に大規模機能ゲノミクス解析支援を外部研究者に提供する。また、高度化として、大規模機能ゲノミクス解析支援に係るDNA/RNA解析技術の高度化に加え、ゲノム研究を機能ゲノム学研究に結び付ける方法論の確立を目指し「ヒト免疫機能評価」研究を対象領域とした高度化を実施する。さらに、本課題の支援及び高度化を遂行するための技術を有する人材の育成を行うとともに、BINDS司令塔・調整機能への参加を通して、ユニット間の横断的連携に資する研究課題等に積極的に協力する。
- 研究概要(2024)
- 理化学研究所・生命医科学研究センターでは、各種最新鋭次世代シーケンサーの共用体制を整備し、大規模DNA/RNAシーケンス支援に資するライブラリー調製、シーケンス、データ解析を集約して実施する研究基盤として「ゲノムプラットフォーム」を運用しており、理研に整備されている共同利用計算機「HOKUSAI」を用いた大規模次世代シーケンスデータ解析パイプラインも構築・運用している。本課題での支援として、これらの最先端機器及び計算機システムを稼働させ、シーケンス解析からデータ解析、さらには統合解析までを一括してパイプライン化して行うことにより、年間30程度の依頼案件についてコンサルテーションを行いながら統合的に大規模機能ゲノミクス解析支援を外部研究者に提供する。また、高度化として、大規模機能ゲノミクス解析支援に係るDNA/RNA解析技術の高度化に加え、ゲノム研究を機能ゲノム学研究に結び付ける方法論の確立を目指し「ヒト免疫機能評価」研究を対象領域とした高度化を実施する。さらに、本課題の支援及び高度化を遂行するための技術を有する人材の育成を行うとともに、BINDS司令塔・調整機能への参加を通して、ユニット間の横断的連携に資する研究課題等に積極的に協力する。
- 研究概要(2023)
- 理化学研究所・生命医科学研究センターでは、各種最新鋭次世代シーケンサーの共用体制を整備し、大規模DNA/RNAシーケンス支援に資するライブラリー調製、シーケンス、データ解析を集約して実施する研究基盤として「ゲノムプラットフォーム」を運用しており、理研に整備されている共同利用計算機「HOKUSAI」を用いた大規模次世代シーケンスデータ解析パイプラインも構築・運用している。本課題での支援として、これらの最先端機器及び計算機システムを稼働させ、シーケンス解析からデータ解析、さらには統合解析までを一括してパイプライン化して行うことにより、年間30程度の依頼案件についてコンサルテーションを行いながら統合的に大規模機能ゲノミクス解析支援を外部研究者に提供する。また、高度化として、大規模機能ゲノミクス解析支援に係るDNA/RNA解析技術の高度化に加え、ゲノム研究を機能ゲノム学研究に結び付ける方法論の確立を目指し「ヒト免疫機能評価」研究を対象領域とした高度化を実施する。さらに、本課題の支援及び高度化を遂行するための技術を有する人材の育成を行うとともに、BINDS司令塔・調整機能への参加を通して、ユニット間の横断的連携に資する研究課題等に積極的に協力する。
- 研究概要(2022)
- 理化学研究所・生命医科学研究センターでは、各種最新鋭次世代シーケンサーの共用体制を整備し、大規模DNA/RNAシーケンス支援に資するライブラリー調製、シーケンス、データ解析を集約して実施する研究基盤として「ゲノムプラットフォーム」を運用しており、理研に整備されている共同利用計算機「HOKUSAI」を用いた大規模次世代シーケンスデータ解析パイプラインも構築・運用している。本課題での支援として、これらの最先端機器及び計算機システムを稼働させ、シーケンス解析からデータ解析、さらには統合解析までを一括してパイプライン化して行うことにより、年間30程度の依頼案件についてコンサルテーションを行いながら統合的に大規模機能ゲノミクス解析支援を外部研究者に提供する。また、高度化として、大規模機能ゲノミクス解析支援に係るDNA/RNA解析技術の高度化に加え、ゲノム研究を機能ゲノム学研究に結び付ける方法論の確立を目指し「ヒト免疫機能評価」研究を対象領域とした高度化を実施する。さらに、本課題の支援及び高度化を遂行するための技術を有する人材の育成を行うとともに、BINDS司令塔・調整機能への参加を通して、ユニット間の横断的連携に資する研究課題等に積極的に協力する。
外部研究者からの支援申請・審査を経て採択された支援課題について、実験計画の事前相談、機能ゲノミクス解析パイプライン(サンプル受入、核酸抽出・品質検査、ライブラリ調製、シーケンス、データ解析)を管理・実行し、プロセス毎に統合的な支援を実施した。令和6年度は過去2年間に支援した18課題(22案件)に加えて、9課題(10案件)を担当した。計27課題の研究分野は、癌16課題、難病3課題、免疫関連5課題、薬剤評価、ゲノム編集及び感覚器疾患 各1課題で、うち約7割が倫理サンプルを用いた研究である。これらの課題で支援を依頼された計32案件の解析仕様は、バルクRNA-seq 8件、small RNA-seq 2件、ターゲットシーケンス解析 5件、全エクソーム解析 5件、全ゲノム解析 2件、シングルセルRNA-seq 8件、GUIDE-seq 1件、統合データ解析 1件で、依頼サンプル数は合計1890(1827サンプル+63細胞集団)である。令和6年度末時点における進捗として、26案件については依頼者に解析データを転送し、このうち10案件(8課題)の支援を終了するとともに、3課題については論文(2報)として結実した。残り6案件については、サンプル提供待ち 3件、ライブラリ調製中2件、データ解析 1件で、これらについては令和7年度に継続して支援する。
(2) 高度化
【高度化1】機能ゲノミクス解析支援に係るDNA/RNA技術の高度化
今後支援として多くの利用が見込まれるDNA/RNA解析技術を対象として、以下の3項目を実施した。
シングルセルRNA解析の自動化
自動化については、半自動化として技術的にはクリア出来ているが、今後、完全自動化を進めるためには、分注機にサーマルサイクラーを内蔵する必要があり、オンデッキサーマルサイクラーの導入を検討している。
Somatic全ゲノムシーケンス解析
国際がんゲノムプロジェクト(ICGC)のサンプルを元に、複数の解析手法を検討し、評価を行った。また、支援の依頼に対応するため、異なる年代・分解の程度のFFPE(ホルマリン固定パラフィン包埋)サンプルを用いて、複数のエクソームシークエンスキット・条件の検証を行った。
Somaticターゲットシーケンス解析
多個体で特定の遺伝子領域のみに焦点を当て、独自の実験系で解析を行うsomaticターゲットシークエンスは実験およびデータ解析の最適化を終了したが、更に、医科学分野で重要性が高まっているCHIP(クローン性造血)に絞った実験系・データ解析の構築や、T細胞受容体解析の実験システムの構築を行い支援メニューに追加した。
【高度化2】免疫細胞のサブセット解析と遺伝的変異との関連付けを目的としたDNA/RNAを中心とした多層的な機能分子の解析技術の高度化
「ヒト免疫機能評価」研究を対象領域として、免疫細胞のサブセット解析と遺伝的変異との関連付けを目的としたDNA/RNAを中心とした多層的な機能分子の解析技術を対象として、以下の8項目を実施した。
① 健常人、患者などからの末梢血、組織サンプルからのセルソーターを用いた細胞分離法の高度化
セルソーティングとシングルセル解析を組み合わせて実施することで、細胞比率の低い細胞種についてもシングルセル解析で詳細に検討が出来る実験系を構築している。そのために、免疫細胞同定用に混合されたTotal-seq 抗体と蛍光標識を組み合わせて、従来の蛍光抗体に換えてTotal-seq抗体をソーティングに用いて分離を可能とする実験系を構築して検証を行っている。
② 次世代シーケンサー(NGS)を用いた大規模解析の高度化
今後拡大すると考えられるNGSシステムに対応するため、インデックスやバーコードに頼らない、ジェノタイピング情報をベースとした個別識別のためのデマルチプレックスの手法を現在検討中である。
③ 転写因子結合部位マッピングと遺伝的変異
転写因子の結合部位をより精密に知るための情報として、RNAの5’末端を検出するCAGE法によるプロモーターエンハンサー解析、およびオープンクロマチン情報をレファレンス情報として用いるための解析系を現在構築中である。
④ ゲノム編集実験システムの確立
複数の分画のT細胞に対するゲノム編集実験システムを確立した。令和6年度で計画は終了とし、支援の項目に追加した。
⑤ Massive parallel reporter assay(MPRA)による遺伝的変異の遺伝子発現への影響の検証
1%程度の頻度の遺伝的変異を考慮して100名分のゲノムDNAを混合し、断片化後、MPRA用ベクター(pSTARR-seq-human vector)に組み込んだ。ベクターはGFPを発現し、そのプロモーター領域に500~800bpの断片が組み込まれることで、GFPへの発現量の影響として、エンハンサーやプロモーターへの遺伝子配列の影響を検出することが可能になる。ソートにより強く影響するベクターを組み込んだ細胞を分離し、そのベクターに組み込まれている配列をNGSにより同定する。実装のために現在、より効率よくトランスフェクションを行う条件を検討している。
⑥ ゲノム3次元構造解析の高度化
少数細胞からのライブラリ調製方法を構築し、現在検証中である。
⑦ 免疫サブセットでのプロテオーム
セルソーターにより分離した10万細胞の各免疫細胞サブセットについて、プロテオーム解析を行い、再現性、定量性ともに遜色のないデータを取得する方法を確立した。
⑧ ゲノム編集実験のハイスループット化
高度な支援を実現するためには、ゲノム編集によって導入した変異の機能をハイスループットに評価する実験系が不可欠である。そのため、令和6年度に確立した「ゲノム編集実験システム」のさらなる高度化として、CRISPRスクリーニングのハイスループット実験系を独自に開発し、遺伝的変異の機能を高効率に評価する実験系の開発を目指す。令和7年度は、T細胞以外でのヒト免疫細胞におけるCRISPRスクリーニングのシステムを開発する。