いろいろな階層で制御され細胞レベルで特異的に発現する何万もの遺伝子に由来するトランスクリプトームを包括的にその特性を解明するには、個々のトランスクリプトームの複雑さを明らかにしてくれる新しいアプローチ方法で取り組む必要があり、これは研究者の意欲をそそる課題です。トランスクリプトーム制御の最初の段階は、その関連する遺伝子のプロモーター活性による転写産物の量により個々の遺伝子の発現が制御されます。
理化学研究所と弊社は、遺伝子発現プロファイルやプロモーターを特定する新しいアプローチ方法として、CAGE法(Cap Analysis Gene Expression)を共同で開発しました。これは転写ネットワークの解析とトランスクリプトームの特性を明らかにする第一歩となります。
弊社では、次世代シーケンス解析法を適用してDeepCAGE解析サービスをご提供します。Illumina/Solexaシーケンサーによる直接解析に仕様を合わせてDeepCAGEライブラリーを作製します。Illumina/Solexaシーケンサーの１チャンネルを用いたシーケンス解析により、サンプル当り400万リード以上の解析結果が得られます。次世代のシーケンス解析法とこの発現プロファイリングを組み合わせたDeepCAGE解析は、発現プロファイリングとゲノムアノテーション研究に卓越した解決法を提供致します。
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発現プロファイルから「転写の原因」に視点を移すことで、CAGE法は、個々のトランスクリプトームの異質性や複雑性を明らかにすることが可能になります。
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シグナル伝達系が転写にどのように影響を及ぼすのかより正しい理解のために、CAGE法は発現との関連性からプロモーター領域を重視します。
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3'末端に関連する情報から転写開始点(TSS)を特定する5'末端-mRNAに的を絞った転写解析にシフトします。
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CAGE解析結果は、既知の転写産物や遺伝子配列情報にバイアスがかかりません。
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コンピューター解析では転写の端部を予測することができませんが、CAGE解析結果は、転写開始点の実験的バリデーションを可能にします。
CAGE解析は、完全長cDNAの5'末端にアダプターをライゲーションさせる完全長cDNAライブラリー作製技術がベースになっています。このアダプターライゲーションにより、cDNAの5'末端に隣接した部分にクラスIII制限酵素の認識サイトが付加されます。そしてクラスIII制限酵素ここでは EcoP15Iによる処理で、転写産物の5'末端由来の短いタグがクローニングされ、次世代高速シーケンス解析を行うことが可能になります。またCAGEタグをゲノム配列上でマッピングすることにより、転写開始点の特定が可能になります。このようにしてCAGE法は、新規遺伝子の発見や遺伝子発現、そして、プロモーターの特定に関する研究に貢献します。
ゲノム解読プロジェクトが終了し、人類は、多くの生物の遺伝子設計図を手にしました。そして今、検出される遺伝子型とその表現型との関連性はどうなっているのか、また、その遺伝情報が時間と空間の中でどのように制御されているのかと言った新たな問い掛けに対する答えを求められています。生物システムの動態学と多細胞生物の細胞間の機能的な相互作用は、こうして解き明かすべきシステム生物学の分野の主題となってきました。一つのシステム階層上で実験的アプローチとコンピューターを駆使して理論を統合することは、複雑に制御を受けるネットワークの中に潜む本質を解き明かすためにシステム生物学を推し進める基本原則となります。そして、これは新しいアプローチを必要とする生命科学の野心的で壮大な一つの目標です。
CAGE法は、ゲノムの遺伝子発現とそれを制御する領域を関連づけるための実験的アプローチとなります。弊社は、来たるシステム生物学の分野へ分け入るための努力を続けます。
CAGEに関するご質問、サービスについては、DNA@dnaform.jpまでお問合せ下さい。
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