イルミナの全ゲノムシーケンス（WGS）とDRAGEN™バリアントコール技術で捕捉された稀な変異が、血圧やコレステロールに関連する疾患を含む複雑なヒト疾患・形質における「欠落した遺伝率」の大部分を説明することを研究で明らかに
遺伝的リスク評価および薬剤標的候補の同定において、WGSがWES（全エクソームシーケンス）やジェノタイピングアレイに比べ優位であることを結果により実証
サンディエゴ、2025年11月12日 /PRNewswire/ -- Illumina, Inc.（NASDAQ：ILMN）のサイエンティストとクイーンズランド大学の共同研究者によって本日Nature誌に発表された研究では、複雑なヒト形質や疾患の基礎にある遺伝学をより包括的に捉えるには、全ゲノムシーケンス（WGS）が重要であることが示されています。研究対象となった34の疾患と形質のすべてで、WGSは家族研究による遺伝率推定値に基づいて、遺伝シグナルの90%近くを捕捉しました。これは、家族ベースの遺伝率とゲノムワイド関連解析による遺伝率推定との間にあるギャップを埋め、「未解明の遺伝率」の問題を解決するための一歩となるものです。
「この研究は、DRAGENによる二次解析と最先端の統計手法およびディープラーニングツールによって支えられたイルミナの全ゲノムシーケンスが、いかにより多くの成果を大規模コホート研究から得ることができるかを示しています」とイルミナの上級副社兼BioInsightのゼネラルマネージャーであるRami Mehio氏は述べています。高い性能を誇る当社のWGSは、一般的な疾患の基盤にある遺伝的シグナルをこれまで以上に明らかにし、疾患リスクの予測や薬剤ターゲットの同定を可能にするAI主導の知見を研究者に提供します。
未解明の遺伝率の解決
遺伝率は研究者にとって重要なパラメーターであり、遺伝学に基づくリスク予測の上限を示すとともに、創薬や開発のターゲットとなる形質を指し示します。大規模なバイオバンクに基づく遺伝学研究から得られる遺伝率の推定値は、通常、家族ベースの遺伝学研究から得られる推定値とは一致しません。これらの所見の間にあるギャップは、「未解明の遺伝率」として知られています。本研究では、WGSデータの解析により、選択された34の形質のうち25について遺伝率が完全に捕捉されています。これには、血圧やコレステロール値などの臨床指標に関連する形質のほか、ウエストと身長の比率などの身体的特徴が含まれます。
「この遺伝率のギャップの背後にある希少バリアントと一般的なバリアントの相対的な寄与を定量化することで、研究者は薬剤開発や創薬のターゲットとする遺伝子を同定するための、より有効な戦略を得ることができます」と、本研究を共同で指導したクイーンズランド大学分子生物学研究所の統計ゲノミクスの教授であるLoic Yengo氏は述べています。
この種の研究としては過去最大規模であるこの野心的な研究では、UK Biobankの347,630件のWGSサンプルを解析し、遺伝的変異が身体的な形質や疾患に関連する形質にどのように寄与しているかを調べました。また、研究者らは452,618人を対象としたゲノムワイド関連解析（GWAS）により、一般的な関連および希少な関連を同定するとともに、希少バリアントの検出および解釈において、全エクソームシーケンス（WES）やアレイベースのインピュテーションジェノタイプよりもWGSが優れていることを実証しました。この研究ではさらに、イルミナのPrimateAI-3Dによるスコアとバリアントの効果量との間に有意な相関が認められ、希少バリアント解釈における高度な解析ツールの重要性が強調されました。
「UK Biobankのような人口レベルのゲノムデータセットによって、研究者は膨大なデータにアクセスできるようになります」と、イルミナの人工知能担当バイスプレジデントであり、研究の共同著者であるKyle Farh氏は述べています。「イルミナの優れたAIソフトウェアおよびインフォマティクス機能により、そのデータからより多くの洞察を得て、精度の高いヘルスケアと創薬を推進することが可能になります。」
WGSは、一般的および希少なバリアントの検出において、他の方法よりも優れていることが証明されています。
この研究では、WGSは、下流の臨床的意義のある疾患を含む、一般的および希少な疾患バリアントの検出において、他のジェノタイピング法よりも優れていることが示されています。希少なアリルのサブセットに関し、アレイベースの手法ではWGSで検出されたバリアントの20％から40％が見逃されていました。
ゲノムのタンパク質コーディング領域を解析する強力なツールであるWESは、遺伝子効果のほんの一部しかキャプチャーできず、本研究における全遺伝的分散のうち、説明できたのはわずか17.5％にとどまることが示されました。WGSでは、ホルモン機能や血液学的形質に関連する希少な欠失など、ノンコーディング領域における影響力の大きいバリアントが特異的に同定されました。
WGSベースのGWASでは、コレステロール値などの脂質形質に関連する、過剰な数の希少バリアントの関連が明らかになりました。HDLおよびLDLにおける希少バリアント由来の遺伝率の30％以上が、WGSによって回収されました。これらのバリアントおよびGWASによって同定されたその他のバリアントは、トランスレーショナル研究者にとって、診断や治療のための新たなターゲットとなります これらの結果を検証するため、Alliance for Genomic Discoveryのデータを用いて、同様の解析が再現的に実施されました。
イルミナは最近、大規模なゲノムデータセットから得られる知見の重要性が高まっていることを認識し、シーケンス、データ解析、ソフトウェア、AIを活用するBioInsightを立ち上げました。BioInsightの詳細と、それが研究をどのように強化できるかについては、こちらをご覧ください。
イルミナについて
イルミナは、ゲノムの持つ力を解き放つことによってヒトの健康向上に努めています。イノベーションにおけるイルミナの取り組みは、DNAシーケンスとアレイベーステクノロジーの世界でイルミナをグローバルなリーダーに押し上げ、研究、臨床、応用市場で顧客にサービスを提供しています。イルミナの製品は、ライフサイエンス、腫瘍学、生殖医学、農業、その他新たに台頭しつつある分野のアプリケーションで利用されています。詳細については、illumina.comを参照してください。また、X、Facebook、LinkedIn、Instagram、TikTok、YouTubeでも当社の情報をお届けしています。
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SOURCE Illumina, Inc.
