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植物オミックス・知識情報の統合解析による新種誕生の機構解明とデータベース構築

Publicly Offered Research

Project AreaDetermining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction
Project/Area Number 17H05848
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

矢野 健太郎  明治大学, 農学部, 専任教授 (00446543)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsバイオインフォマティクス / ゲノム / トランスクリプトーム / 遺伝子発現ネットワーク / データベース / 自然言語処理 / 知識情報 / オミックス / オミックス・知識情報 / 植物 / オミックス情報
Outline of Annual Research Achievements

現在、多くのゲノム配列情報やRNA-Seqデータなどの大規模オミックス情報が公開データベースに蓄積している一方で、これらのビッグデータを活用した遺伝子探索ができない。この要因として以下の3点がある。(1)公開データベースに登録されているRNA-Seqデータには、実験条件の記述フォーマットに統一性がなく、mRNAサンプルの由来(器官・ステージなど)を容易に把握できない。その結果、大規模RNA-Seqデータを取得・解析しても、サンプル(葯、開花期など)における特異的発現遺伝子群などを探索できない。(2)従来の遺伝子発現データ解析法はピアソン相関係数の算出に基づくため膨大な計算コスト(計算機メモリーや計算時間など)を要し、大型計算機でも大規模情報を解析できない。(3)バイオインフォマティクスによる遺伝子探索では候補遺伝子数が数百個以上となることが多く、遺伝子機能アノテーション情報を併用した遺伝子選抜が望まれる。しかしアノテーション情報の大半が不明瞭な記述(Unknown Proteinなど)であり、十分に活用できない。
そこで、シロイヌナズナ、イネ、トマトなどの主要植物種を対象とし、各植物種の遺伝子発現ネットワーク(GEN)を構築し、種横断的に比較可能なシステムを構築した。RNA-Seqデータの実験条件(mRNAの由来、器官など)の把握を容易とするために、登録情報(実験条件)に対するマニュアル・キュレーションからオントロジーを付与し、網羅的なサンプル分類と比較解析を行った。また、学術論文テキスト情報を収集した後に、自然言語処理とマニュアル・キュレーションを実施し、遺伝子機能に関する高精度知識情報を集積し、システムに統合した。これらのオミックス・知識情報はデータベースPODCから公開するに至っている。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (55 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (40 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 5 results) Book (1 results) Remarks (5 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Toronto(カナダ)

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      Rahman, H., Toda, E., Kobayashi, M., Kudo, T., Koshimizu, S., Takahara, M., Iwami, M., Watanabe, Y., Sekimoto, H., Yano, K., Okamoto, T.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 60 Issue: 4 Pages: 725-737

    • DOI

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      Tada Yuichi、Kawano Ryuichi、Komatsubara Shiho、Nishimura Hideki、Katsuhara Maki、Ozaki Soichi、Terashima Shin、Yano Kentaro、Endo Chisato、Sato Muneo、Okamoto Mami、Sawada Yuji、Hirai Masami Yokota、Kurusu Takamitsu
    • Journal Title

      Plant Science

      Volume: 278 Pages: 54-63

    • DOI

      10.1016/j.plantsci.2018.10.019

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      Ando Toshiya、Matsuda Takeshi、Goto Kumiko、Hara Kimiko、Ito Akinori、Hirata Junya、Yatomi Joichiro、Kajitani Rei、Okuno Miki、Yamaguchi Katsushi、Kobayashi Masaaki、Takano Tomoyuki、Minakuchi Yohei、Seki Masahide、Suzuki Yutaka、Yano Kentaro、Itoh Takehiko、Shigenobu Shuji、Toyoda Atsushi、Niimi Teruyuki
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 3843-3843

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06116-1

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      S. Yoshida, N. Nishimura, H. Yurino, M. Kobayashi, K. Horiguchi, K. Yano, SI. Hashimoto, T. Kato, Y. Kato
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      PLOS ONE

      Volume: 13 Issue: 4 Pages: e0196029-e0196029

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      Kiba, T., Inaba, J., Kudo, T., Ueda, N., Konishi, M., Mitsuda, N, Takiguchi, Y., Kondou, Y., Yoshizumi, T., Ohme-Takagi, M., Matsui, M., Yano, K., Yanagisawa, S., and Sakakibara, H.
    • Journal Title

      Plant Cell

      Volume: 30 Issue: 4 Pages: 925-945

    • DOI

      10.1105/tpc.17.00810

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      Ueno Saneyoshi、Nakamura Yukino、Kobayashi Masaaki、Terashima Shin、Ishizuka Wataru、Uchiyama Kentaro、Tsumura Yoshihiko、Yano Kentaro、Goto Susumu
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: in press Issue: 6 Pages: 1276-1284

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy058

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      Asiche William O.、Mitalo Oscar W.、Kasahara Yuka、Tosa Yasuaki、Mworia Eric G.、Owino Willis O.、Ushijima Koichiro、Nakano Ryohei、Yano Kentaro、Kubo Yasutaka
    • Journal Title

      BMC Plant Biology

      Volume: 18 Issue: 1 Pages: 47-47

    • DOI

      10.1186/s12870-018-1264-y

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      Kobayashi Masaaki、Ohyanagi Hajime、Takanashi Hideki、Asano Satomi、Kudo Toru、Kajiya-Kanegae Hiromi、Nagano Atsushi J.、Tainaka Hitoshi、Tokunaga Tsuyoshi、Sazuka Takashi、Iwata Hiroyoshi、Tsutsumi Nobuhiro、Yano Kentaro
    • Journal Title

      DNA Research

      Volume: 24 Issue: 4 Pages: 397-405

    • DOI

      10.1093/dnares/dsx012

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  • [Presentation] はじめに ―植物オミックス DB の動向と展開―2019

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      矢野健太郎
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      Ohki Shun、Senbokuya Misao、Saito Misa、Kanno Maasa、Ohyanagi Hajime、Aoki Koh、Yano Kentaro
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      Plant & Animal Genome XXVII
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Update of the Omics Databases PODC and CATchUP, and Introduction of an Application CA Plot Viewer2019

    • Author(s)
      Koshimizu Shizuka、Nakamura Yukino、Saito Misa、Kanno Maasa、Nambara Eiji、Yano Kentaro
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      Plant & Animal Genome XXVII
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  • [Presentation] イネの胚乳と胚におけるトランスポゾンの発現動態2019

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      永田博基、小野明美、福田友一、貴島祐治、矢野健太郎、木下哲
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      日本育種学会・第135回講演会
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  • [Presentation] NBRP トマト: 研究リソースの整備状況と利用成果2019

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      篠崎良仁、星川健、伊藤直子、有泉亨、福田直也、金山喜則、久保康隆、矢野健太郎、青木考、江面浩
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      Siriwach Ratklao、Matsuzaki Jun、Saito Jun、Sato Muneo、Sawada Yuji、Arita Masanori、Higashide Tadahisa、Yano Kentaro、Hirai Yokota Masami
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
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    • Author(s)
      越水静、中村幸乃、齋藤美沙、菅野真麻、南原英司、矢野健太郎
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      第60回日本植物生理学会年会
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      Koshimizu Shizuka、Hisaoka Aria、Senbokuya Misao、Nakamura Yukino、Misa Saito、Kanno Maasa、Nambara Eiji、Ohyanagi Hajime、Aoki Koh、Yano Kentaro
    • Organizer
      The 15th Solanaceae Conference
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      Koshimizu Shizuka、Hisaoka Aria、Senbokuya Misao、Nakamura Yukino、Saito Misa、Kanno Maasa、Nambara Eiji、Ohyanagi Hajime、Aoki Koh、Yano Kentaro
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      The PAG Asia Conference, Plant Omics Workshop
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  • [Presentation] オミックス情報と知識情報の整備・融合による解析プラットフォームの開発2018

    • Author(s)
      矢野健太郎、菅野真麻、齋藤美沙、越水静、仙北谷海青、久岡亜梨亜、中村幸乃、小林正明、工藤徹、Shenton Matt、佐藤(早石)綾、大柳一
    • Organizer
      第1回植物インフォマティクス研究会
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  • [Presentation] 植物オミック情報データベースPODC、TOMATOMICS、CatchUP の情報更新2018

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      越水静、中村幸乃、工藤徹、齋藤美沙、菅野真麻、南原英司、矢野健太郎
    • Organizer
      日本育種学会・第134回講演会
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  • [Presentation] Phenomicsに適したQTL解析手法の提案:ソルガムRIL集団の葉形態を例に2018

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      坂本莉沙、藤本優、高梨秀樹、鐘ケ江弘美、野下浩司、小林正明、矢野健太郎、小童谷利恵、大西紀和、堤伸浩、坂本亘、岩田洋佳
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      日本育種学会・第134回講演会
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  • [Presentation] イネ胚乳におけるトランスポゾンの発現動態2018

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      永田博基、小野明美、福田友一、貴島裕治、矢野健太郎、木下晢
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      越水静、中村幸乃、工藤徹、齋藤美沙、菅野真麻、青木考、南原英司、矢野健太郎
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      第1回植物インフォマティクス研究会
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  • [Presentation] 自然言語処理とマニュアル・キュレーションの併用による高信頼度機能アノテーションの作成2018

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      菅野真麻、齋藤美沙、仕田原容、矢野健太郎
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      越水静、中村幸乃、工藤徹、齋藤美沙、菅野真麻、青木考、南原英司、矢野健太郎
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      星川健、伊藤直子、有泉亨、福田直也、久保康隆、金山喜則、矢野健太郎、青木考、江面浩
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      Rahman, H., Toda, E., Kobayashi, M., Kudo, T., Ohnishi Y., Yano, K., Okamoto, T.
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      第59回日本植物生理学会年会
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      川勝弥一, 坂本智昭, 中山北斗, 上ノ山華織, 五十嵐香理, 矢野健太郎, 久保中央, 木村成介
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会年会
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    • Organizer
      第129回日本森林学会大会
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      Toru Kudo, Yukino Nakamura, Masaaki Kobayashi, Kentaro Yano
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      Yukino Nakamura, Misa Saito, Maasa Kanno, Toru Kudo, Masaaki Kobayashi, Hajime Ohyanagi, Eiji Nambara, Kentaro Yano
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      The PAG Asia Conference
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      Eiji Nambara, Masato Otani, Dawei Yan, Yohei Sasaki, Kentaro Yano
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      The PAG Asia Conference
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Possible contribution of a paternally expressed AP2-type transcription factor to early zygotic development in rice.2017

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      Rahman, H., Toda, E., Kobayashi, M., Kudo, T., Ohnishi Y., Yano, K., Okamoto, T.
    • Organizer
      Taiwan-Japan 2017 Plant Biology Conference
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      Yaichi Kawakatsu, Hokuto Nakayama, Kaori Kaminoyama, Kaori Igarashi, Kentaro Yano, Nakao Kubo, Seisuke Kimura
    • Organizer
      Taiwan-Japan 2017 Plant Biology Conference
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      Ken Hoshikawa, Tohru Ariizumi, Naoya Fukuda, Kentaro Yano, Koh Aoki, Yoshinori Kanayama, Yasutaka Kubo, Hiroshi Ezura
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      Yukino Nakamura, Toru Kudo, Masaaki Kobayashi, Shin Terashima, Misa Saito, Maasa Kanno, Matthew Shenton, Eiji Nambara, Hajime Ohyanagi, Kentaro Yano
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      川勝弥一, 中山北斗, 上ノ山華織, 五十嵐香理, 矢野健太郎, 久保中央, 木村成介
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      日本植物学会第81回大会
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      工藤徹, 寺島伸, 齋藤美沙, 菅野真麻, 矢野健太郎
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      第35回日本植物細胞分子生物学会
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    • Author(s)
      Toru Kudo, Shin Terashima, Yuno Takaki, Yukino Nakamura, Masaaki Kobayashi and Kentaro Yano
    • Total Pages
      336
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9781493966585
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Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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