トランスクリプトーム技術によるシーケンス追跡（Tracking-Seq）によるCRISPR-Cas9媒介遺伝子編集のオフターゲット効果の多様性の解明 研究背景 遺伝子編集技術の急速な発展に伴い、CRISPR-Cas9システムはその高効率と操作の簡便さから生物医学研究分野で広く利用されています。しかし、CRISPR-Cas9システムがDNAを編集する際には、想定外の遺伝子座を切断するオフターゲット効果が発生する可能性があり、これを全面的に識別し評価することが重要な課題となっています。これまでの研究では、細胞遊離法などを用いてオフターゲット効果を検出してきましたが、これらの方法には特定の編集ツールや細胞タイプへの依存性、多量の細胞が必要、偽陽性率が高い、および体外での遺伝子編集に限られるなどの制...

複雑な微生物群集における遺伝子配列分析を用いた菌株追跡による種特異的進化パターンの解明 背景紹介 微生物の集団は、単一ヌクレオチドの変異と構造変化（組換え、挿入、欠失など）を通じて異なる菌株に分化します。大多数の菌株比較方法は主に単一ヌクレオチド多型（SNP）の差異を量化し、構造変化を無視しています。しかし、組換えは多くの種（ヒト病原体を含む）の表現型の多様化の重要な推進要因です。本稿では、SynTrackerと呼ばれるツールを紹介します。このツールは遺伝子配列（ゲノム内の相同領域のシーケンスブロックの順序）を使用して微生物菌株を比較します。遺伝子配列は既存の菌株比較ツールによって十分に活用されていない豊富なゲノム情報源です。SynTrackerはSNP感度が低く、データベースを必要とせず、...

群体リソースに基づく単一サンプル腫瘍サブクローン再構築アルゴリズム 背景紹介 癌の進化過程と腫瘍の遺伝的異質性は、現代腫瘍学研究の重要な分野です。腫瘍は正常細胞から進化し、体細胞変異を獲得することで徐々に発展します。これらの変異は細胞クロマチン構造や内因性及び外因性の誘変圧力の影響を受け、確率的に発生します。特定の変異が細胞に選択的優位性を提供すると、その子孫細胞は局所環境で拡大することができます。長年の蓄積を経て、最終的に多くの癌の特性を持つ細胞集団、すなわちクローンが形成されます。異なる腫瘍細胞亜群（サブクローン）は、ドリフトまたは選択圧力を通じて細胞集団内に出現します。この進化的特徴は臨床上重要であり、遺伝的異質性は予後不良、変異の多さ、耐薬性に関連しています。そのため、腫瘍の進化過程...

医学多組学データ分析における多重先験知識グラフニューラルネットワーク 背景紹介 精密医療は将来の医療保健において重要な分野であり、患者に個別化された治療計画を提供することにより、治療効果を改善しコストを削減します。例えば、乳がん患者の複雑な臨床、病理、および分子特性を考えると、同じ治療が異なる効果を示すことがあります。バイオ医学技術の急速な発展に伴い、多組学データを通じて疾病の特性化が可能になっています。多組学アプローチは単一組学アプローチに比べて、複数のデータ間で一貫性と補完的な情報を捉えることができ、より正確かつ深くモデルを構築することができます。例えば、がんゲノム図譜（The Cancer Genome Atlas, TCGA）は、mRNA 発現、DNA メチル化、およびコピー数変異（...

本文は、単一被験者の形態的脳ネットワークにおける表現型の関連性と神経生物学的基盤に関する研究を報告しています。この研究は、多モードおよび多スケールのデータを組み合わせて行われ、形態的脳ネットワークと性別の違い、その個体特異的指標としての潜在力、および遺伝子発現、層特異的細胞構造、化学構造との関係を明らかにしました。これらの発見は、単一被験者の形態的脳ネットワークの役割と起源に関する理解を深めるとともに、将来の個別化脳連結図研究への応用に向けた強力な根拠を提供します。 研究背景と問題提起 形態的脳ネットワークとは、構造的磁気共鳴画像撮影（structural magnetic resonance imaging、sMRI）に基づいて推定される脳領域間の形態学的関係を指します。最初期の研究では、...

表観遗伝年齢推定値と女性の健康記憶研究における認知機能軌道の関連性 背景紹介 認知機能の維持は、高齢者の自立した生活にとって非常に重要です。高齢化人口の増加に伴い、認知機能の低下は重大な公衆衛生上の課題となっています。多くの研究で、教育水準、社会経済的地位、身体活動、心血管疾患(CVD)、CVDリスク因子、聴力、遺伝要因(APOEε4など)などの様々な修正可能・不可能なリスク因子が認知機能の低下と関連していることが示されています。しかし、加齢プロセスの分子メカニズム、特に表観遺伝年齢加速と認知機能低下の具体的な関係はまだ完全には理解されていません。 表観遺伝年齢推定 表観遺伝年齢推定は、DNAメチル化に基づく生物学的マーカーであり、加齢関連の生物学的プロセスを捉えるために使用されます。これま...