Flatwormは再生医療に役立つか？

この仕事をしていると、いろんな生物を研究しているひとと出会うんですね。

初めて知る生物の名前や、今まで誤解していた生物など、結構あるものです。

例えば、ナメクジウオ

名前から、魚なのかと思っていましたが、とんでもない。

頭索動物、という仲間で、脊索はあるけれど脊椎は無い。

つまり脊椎動物と無脊椎動物の分岐点に位置する動物というわけで、進化の研究に重要な生物だそうです。

ほかにもたくさんありますが、それはまた今度の機会に。

今日は、Flatworm（扁形動物）という生物の話です。

プラナリア、ヒラムシ、サナダムシの仲間というだけで、気持ち悪ぅー、と思ったあなた。

あなたはこの生物がどんなにすごいかを知れば、絶対考えを変えるでしょう。

切っても体が再生するんですよ！

ザリガニは足が再生しますがそんなものではない！

http://www.macgenome.org/animal.html　より

今日紹介する論文はこちら

Wasik et al., (2015) Genome and transcriptome of the regenerationcompetent flatworm, Macrostomum lignano. PNAS

M. linganoという生物、こいつは切っても完全に再生するそうです。
細胞の自己再生、組織の再生の研究にはもってこいというわけ。
そこで、Cold Spring Harbor Laboratory のMicheal Schatz博士らのグループは、この生物のゲノムとトランスクリプトームを読んで、組織再生の謎に迫りました。

PacBioが活躍したのは、ゲノムアセンブリ。
M. linganoのゲノムはK-mer (23-mer) 解析から700Mbと想定。
全ゲノムの70%がリピートでトランスポゾン配列が多く、2n=8本の染色体はChromosomal Duplicationもあるとされ、当然ながらショートリードではまったくつながらない。

そこで、PacBioロングリードの登場！
ゲノム配列を10ug用意して10kbをターゲットにg-Tubeで切断、その後SMRT bellライブラリを作製し、6kb～15kbでサイズセレクションしたあと、P4C2またはP5C3でシークエンス。
試薬のバージョンからして、実験は昨年されたのでしょうね。

130x分のシークエンスデータを得た後、エラー補正を施し、実際アセンブルに用いたのは10kb以上の補正後リード21x分。
そうして、N50=64kbのContigを得た。64kbというのはこれまでの222bp（ショートリードでのアセンブリ）に比べると、大きな進歩。

次に彼らが行なったのは遺伝子アノテーションと、発現解析。
発現解析はIlluminaで行なっていますが、まあ、これはこれとして、リファレンスContigができたおかげですから。

山中ファクターとしても有名な、Oct4/Pou5f1、Nanog、Klf4、c-Myc、Sox2遺伝子は、組織再生の重要ファクターです。
この生物では、Sox2以外の遺伝子発現は見られなかったものの、哺乳類の幹細胞メインテナンスに必要な、Jak-Stat、Wnt、MAPKパスウェイは保存されていたそうです。

そのほかにも、組織が再生される過程を示すパスウェイや特定の遺伝子発現などが、哺乳類のそれと、似ているところ、似ていないところ、が示されました。
まだわからないことは多いけれど、なるほど、気持ち悪い生物も結構我々と共通するところあるんだなあ、と思いましたね。
気持ち悪い生物、と言ったら失礼か。

個人的には、できればIso-SeqをP6C4でもやって欲しい。
もうやっていたりして。