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Development for automatic data analysis of large-scale glycomics

Research Project

Project/Area Number 21K12124
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 62010:Life, health and medical informatics-related
Research InstitutionNagoya University (2023)
Niigata University (2021-2022)

Principal Investigator

MIURA Nobuaki  名古屋大学, 糖鎖生命コア研究所, 特任講師 (80372267)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsバイオインフォマティクス / グライコミクス / 質量分析 / MALDI / 糖鎖 / TAG / Harvest / 大規模 / 自動解析 / 血清 / コホート / MALDI-TOF-MS / 糖鎖リスト / SALSA / 血清グライコミクス / AI / Classifier / データ解析 / 生合成経路 / 発現変動 / 糖鎖生物学
Outline of Research at the Start

グライコミクスは, 生体中の糖鎖について種類と量を分析しその役割を解明する新しい分野である. 未知の部分が多く, 大量データの迅速な解析が困難である. 煩雑な手動解析が参入障壁となり「重要だけど取り残された」分野となりかねない状況である.
申請者が開発するToolbox Accelerating Glycomics (TAG)を用いると未熟練であっても糖鎖解析を円滑に行う事ができる. TAGの拡張による自動解析基盤によって, グライコミクスを簡便に活用することが可能となり, 学術としての生命現象の解明に加えバイオマーカー探索や薬剤の活性測定などへの糖鎖の応用の拡大が期待できる.

Outline of Final Research Achievements

Glycans are key molecules in biological process, and the analysis of the types and amounts of glycans in various biological states is indispensable information for understanding biological events such as diseases and aging. Glycans are analyzed by mass spectrometry. The data analysis has conventionally been done manually, and in some cases, it takes weeks to complete the analysis. In this project, data analysis has been largely automated with the support of informatics, and tools that enable analysis in "minutes" have been developed. In the course of the project, we decided to contribute to the Human Glycome Atlas Project of Nagoya University, and modified the program to be able to analyze glycans of a large population, and constructed a prototype to realize these changes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は, これまで膨大な手間と時間を要した糖鎖解析のデータ処理を, きわめて短時間に処理することを可能とした. これによって,これまでのゲノム, トランスクリプトーム, プロテオームに加えて現実的に糖鎖, グライコームを加えた疾患機序解明のサイエンスを展開することが現実的となった. 遺伝子, そこから生じるタンパク質の機能だけでなくタンパク質に付与される糖鎖についての知見を得ることが容易になる. つまり, 生命分子全体として統合的に生命現象解明の本当のスタート地点に立てる事になる.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Exposure to brefeldin A induces unusual expression of hybrid- and complex-type free N-glycans in HepG2 cells2023

    • Author(s)
      Sugiura Kanako、Kawai Yuho、Yamamoto Arisa、Yoshioka Hiroki、Kiyohara Yuika、Iida Ayaka、Ozawa Yurika、Nishikawa Mai、Miura Nobuaki、Hanamatsu Hisatoshi、Furukawa Jun-ichi、Shinohara Yasuro
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      Volume: 1867 Issue: 5 Pages: 130331-130331

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2023.130331

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Toolbox Accelerating Glycomics (TAG): Improving Large-Scale Serum Glycomics and Refinement to Identify SALSA-Modified and Rare Glycans2022

    • Author(s)
      Miura Nobuaki、Hanamatsu Hisatoshi、Yokota Ikuko、Akasaka-Manya Keiko、Manya Hiroshi、Endo Tamao、Shinohara Yasuro、Furukawa Jun-ichi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 21 Pages: 13097-13097

    • DOI

      10.3390/ijms232113097

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evaluation of the context of downstream N- and free N-glycomic alterations induced by swainsonine in HepG2 cells2022

    • Author(s)
      Morikawa Chie、Sugiura Kanako、Kondo Keina、Yamamoto Yurie、Kojima Yuma、Ozawa Yurika、Yoshioka Hiroki、Miura Nobuaki、Piao Jinhua、Okada Kazue、Hanamatsu Hisatoshi、Tsuda Masumi、Tanaka Shinya、Furukawa Jun-ichi、Shinohara Yasuro
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      Volume: 1866 Issue: 9 Pages: 130168-130168

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2022.130168

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Toolbox Accelerating Glycomics:リストフリーデータ解析とパスウェイ構築の取り組み2023

    • Author(s)
      三浦信明, 横田育子, 花松久寿, 篠原康郎, 木下聖子, 古川潤一
    • Organizer
      第42回日本糖質学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] グライコミクスの解析ソフトToolbox Accelerating Glycomics (TAG): 血清の大規模解析とスペクトルからの糖鎖リスト抽出とパスウェイ構築の試み2023

    • Author(s)
      三浦信明, 花松久寿, 横田育子, 篠原康郎, 木下聖子, 古川潤一
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] グライコミクス解析ソフトウェアTAG Expressionに対する血清糖鎖の大規模定量2022

    • Author(s)
      三浦信明, 横田育子, 花松久寿, 篠原康郎, 古川潤一
    • Organizer
      第41回糖質学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] TAG Classifier:機械学習によるカテゴリ分類とバイオマーカー探索2022

    • Author(s)
      1.三浦信明, 花松久寿, 古川潤一, 篠原康郎
    • Organizer
      第40回日本糖質学会年会(鹿児島)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] Toolbox Accelerating Glycomics in Githubリポジトリ

    • URL

      https://github.com/nmiura3/tag

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
  • [Remarks] githubリポジトリ(TAGの最新版をダウンロード可能・マニュアルを掲載)

    • URL

      https://github.com/nmiura3/tag

    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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