転写因子のターゲット予測と認識データベース

Research Project

Project/Area Number	12024232
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	The Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	皿井明倫理化学研究所, 細胞材料室, 副主任研究員 (20221286)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	相田美砂子広島大学, 理学部, 教授 (90175159) 安江虹理化学研究所, 細胞材料室, 協力研究員 GROMIHA Michael 理化学研究所, 細胞材料室, 協力研究員高井貴子国立医薬品食品衛生研究所, 化学物質情報部, 研究員 (60222840) 中田琴子国立医薬品食品衛生研究所, 化学物質情報部, 室長 (10237290)
Project Period (FY)	2000
Project Status	Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help	¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000) Fiscal Year 2000: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords	転写因子 / ターゲット予測 / ゲノム解析 / データベース
Research Abstract	本研究では、遺伝子発現を制御する転写因子系について、ターゲット部位や遺伝子を予測する方法を開発するとともに、転写因子と核酸の認識に関するデータベースを開発した。ターゲット予測法については、蛋白質・DNA複合体の構造データベース中の塩基とアミノ酸の相互作用を統計解析することにより、それらの間の経験的相互作用ポテンシャルを導出した。このポテンシャルを用いて実際の蛋白質・DNA複合体に対して全体の相互作用ポテンシャルに相当するものを計算し、以下のような解析を行った。まず、ゲノム上の実際のDNA配列を複合体中のDNA配列と置き換えて(threading)相互作用ポテンシャルを計算すると、ターゲットの予測が可能となる。また、複合体中のDNA配列を多くのランダムな配列に置き換えて相互作用ポテンシャルを計算しそれと比較することにより、複合体中の特異DNA配列に対する相互作用の特異性スコアを計算した。いくつかの転写因子については、特異性スコアはかなり高い値を示し、かなりの精度で予測が可能なことを示した。一方、DNA塩基とアミノ酸の相互作用の計算機シミュレーションを行い、上記の統計ポテンシャルに相当するものを計算した。これまでにいくつかの塩基とアミノ酸のペアについて計算したところ、アミノ酸と塩基はそれぞれの組み合わせに対して異なる特異性を示すこという結果が得られた。また、実験構造とも合致する結果が得られた。蛋白質・核酸認識データベースについては、蛋白質・核酸複合体の構造データを収集し、モチーフ別に分類、検索可能な「蛋白質・核酸複合体構造データベース」、アミノ酸・塩基の特異的相互作用の構造情報を検索するための「アミノ酸・塩基相互作用データベース」、及び「蛋白質と核酸との相互作用に関する熱力学データベース」を開発し、すでにインターネットで公開した。