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Statistical modeling for cross-cutting understanding of life phenomena

Publicly Offered Research

Project AreaTransomic Analysis of Metabolic Adaptation
Project/Area Number 18H04798
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

島村 徹平  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00623943)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsマルチオミクス / ベイズモデリング / メタボローム / フローサイトメトリー / 一細胞解析 / システム生物学 / ネットワーク解析 / 代謝
Outline of Annual Research Achievements

著しく変動する外界の環境変化に応じて、細胞は代謝経路を流動的に調整することで生体内の恒常性を維持しているが、その詳細な分子機構は未解明のままである。本研究課題では、さまざまなオミクスの階層横断的な情報統合を行い、代謝アダプテーションの分子機序を解明するための統計的モデリング技術を開発する。また、計画班との有機的な連携のもと、代謝アダプテーションへの知見と理解を深め、階層横断的な情報統合を行う数理アプローチによる知識発見・仮説生成から生命科学のイノベーションを創出する情報解析基盤の構築を目指す。令和元年度は以下の進展があった。①時系列一細胞解析のためのクラスタリング手法の開発:一細胞時系列フローサイトメトリーデータから、細胞集団と集団時系列推移を同時に同定するためのベイズモデリング技術を開発し、シミュレーションデータおよび実データで、開発技術の有用性を示した。②栄養飢餓耐性に寄与するがん代謝物の発見:マルチオミクス解析により、低栄養状態のがん組織において、栄養飢餓の中でも特にグルタミンの欠乏が、がんの悪性化に関わることを示した。また、がん細胞がグルタミンの欠乏に対して特異的にがん代謝物(オンコメタボライト)を蓄積して飢餓耐性を獲得するメカニズムとともに、ある特定のがん代謝物が患者予後に相関することを明らかにするとともに、代謝制御に基づく新たながん治療法の可能性を示すなどの成果を得た。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (18 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 18 results,  Open Access: 16 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 18 results)

  • [Journal Article] Coordinated demethylation of H3K9 and H3K27 is required for rapid inflammatory responses of endothelial cells2020

    • Author(s)
      Higashijima Y, Matsui Y, Shimamura T, Nakaki R, Nagai N, Tsutsumi S, Abe Y, Link VM, Osaka M, Yoshida M, Watanabe R, Tanaka T, Taguchi A, Miura M, Ruan X, Li G, Inoue T, Nangaku M, Kimura H, Furukawa T, Aburatani H, Wada Y, Ruan Y, Glass CK, Kanki Y
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: 39 Issue: 7 Pages: 1-1

    • DOI

      10.15252/embj.2019103949

    • NAID

      120006902140

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Model-based cell clustering and population tracking for time-series flow cytometry data.2019

    • Author(s)
      Minoura K, Abe K, Maeda Y, Nishikawa H, Shimamura T.
    • Journal Title

      BMC Bioinformatics

      Volume: 20(Suppl 23) Issue: S23 Pages: 633-633

    • DOI

      10.1186/s12859-019-3294-3

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Phosphoethanolamine Accumulation Protects Cancer Cells under Glutamine Starvation through Downregulation of PCYT22019

    • Author(s)
      Osawa T, Shimamura T, Saito K, Hasegawa Y, Ishii N, Nishida M, Ando R, Kondo A, Anwar M, Kato K, Endo K, Yamano S, Kanki Y, Matsumura Y, Minami T, Tanaka T, Anai M, Wada Y, Wanibuchi H, Hayashi M, Hamada A, Yoshida M, Yachida S, Nakao M, Sakai J, Aburatani H, Shibuya M, Hanada K, Miyano S, Soga T, Kodama T
    • Journal Title

      Cell Rep.

      Volume: 29(1) Issue: 1 Pages: 89-103

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.08.087

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  • [Journal Article] Replication stress triggers microsatellite destabilization and hypermutation leading to clonal expansion in vitro2019

    • Author(s)
      Matsuno Yusuke、Atsumi Yuko、Shimizu Atsuhiro、Katayama Kotoe、Fujimori Haruka、Hyodo Mai、Minakawa Yusuke、Nakatsu Yoshimichi、Kaneko Syuzo、Hamamoto Ryuji、Shimamura Teppei、Miyano Satoru、Tsuzuki Teruhisa、Hanaoka Fumio、Yoshioka Ken-ichi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 3925-3925

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11760-2

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Distinct methylation levels of mature microRNAs in gastrointestinal cancers2019

    • Author(s)
      Konno Masamitsu、Koseki Jun、Asai Ayumu、Yamagata Akira、Shimamura Teppei、Motooka Daisuke、Okuzaki Daisuke、Kawamoto Koichi、Mizushima Tsunekazu、Eguchi Hidetoshi、Takiguchi Shuji、Satoh Taroh、Mimori Koshi、Ochiya Takahiro、Doki Yuichiro、Ofusa Ken、Mori Masaki、Ishii Hideshi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 3888-3888

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11826-1

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  • [Journal Article] Meflin-Positive Cancer-Associated Fibroblasts Inhibit Pancreatic Carcinogenesis.2019

    • Author(s)
      Mizutani Y, Kobayashi H, Iida T, Asai N, Masamune A, Hara A, Yamaguchi J, Wang T, Woods SL, Worthley D, Shimamura T, Fujishiro M, Hirooka Y, Enomoto A, Takahashi M. et al.
    • Journal Title

      Cancer Res.

      Volume: 79 Issue: 20 Pages: 5367-5381

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-19-0454

    • NAID

      120006786261

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  • [Journal Article] Pathogenic Epigenetic Consequences of Genetic Alterations in IDH-Wild-Type Diffuse Astrocytic Gliomas2019

    • Author(s)
      Ohka Fumiharu、Shinjo Keiko、Deguchi Shoichi、Matsui Yusuke et al.
    • Journal Title

      Cancer Research

      Volume: 79 Issue: 19 Pages: 4814-4827

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-19-1272

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Divergent lncRNA MYMLR regulates MYC by eliciting DNA looping and promoter-enhancer interaction2019

    • Author(s)
      Kajino T, Shimamura T, Gong S, Yanagisawa K, Ida L, Nakatochi M, Griesing S, Shimada Y, Kano K, Suzuki M, Miyano S
    • Journal Title

      EMBO J

      Volume: 38 Issue: 17 Pages: 1-13

    • DOI

      10.15252/embj.201798441

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ENIGMA: An Enterotype-Like Unigram Mixture Model for Microbial Association Analysis.2019

    • Author(s)
      Abe K, Hirayama H, Ohno K, Shimamura T.
    • Journal Title

      BMC Genomics

      Volume: 20(Suppl 2) Issue: S2 Pages: 191-191

    • DOI

      10.1186/s12864-019-5476-9

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regnase-1-mediated post-transcriptional regulation is essential for hematopoietic stem and progenitor cell homeostasis2019

    • Author(s)
      Kidoya H, Muramatsu F, Shimamura T, Jia W, Satoh T, Hayashi Y, Naito H, Kunisaki Y, Arai F, Seki M, Suzuki Y, Osawa T, Akira S., Takakura N.
    • Journal Title

      Nature Commun,

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1072-1072

    • DOI

      10.1038/s41467-019-09028-w

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Network of Networks Approach for Modeling Interconnected Brain Tissue-Specific Networks.2019

    • Author(s)
      Kawakubo H, Matsui Y, Kushima I, Ozaki N, Shimamura T.
    • Journal Title

      Bioinformatics

      Volume: - Issue: 17 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btz032

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] GIMLET: Identifying biological modulators in context-specific gene regulation using local energy statistics.2018

    • Author(s)
      Shimamura T, Matsui Y, Kajino T, Ito S, Takahashi T, Miyano S.
    • Journal Title

      Lecture Notes in Bioinformatics

      Volume: 10834 Pages: 115-123

    • DOI

      10.1101/349928

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  • [Journal Article] Tumor subclonal progression model for cancer hallmark acquisition.2018

    • Author(s)
      Matsui Y, Miyano S, Shimamura T.
    • Journal Title

      Lecture Notes in Bioinformatics

      Volume: 10834 Pages: 124-137

    • DOI

      10.1101/149252

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  • [Journal Article] Comparative Analyses of Copy-Number Variation in Autism Spectrum Disorder and Schizophrenia Reveal Etiological Overlap and Biological Insights.2018

    • Author(s)
      Kushima I, (27名中略), Hashimoto R,(80名中29番目) , et al.
    • Journal Title

      Cell Rep

      Volume: 24(11) Issue: 11 Pages: 2838-2856

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.08.022

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  • [Journal Article] A latent allocation model for the analysis of microbial composition and disease2018

    • Author(s)
      Abe K, Hirayama H, Ohno K, Shimamura T.
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      BMC Bioinformatics

      Volume: 19(Suppl 19) Issue: S19 Pages: 519-519

    • DOI

      10.1186/s12859-018-2530-6

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  • [Journal Article] A temporal shift of the evolutionary principle shaping intratumor heterogeneity in colorectal cancer2018

    • Author(s)
      Saito T, Niida A, Uchi R, Hirata H, Kodama M, Okimoto T, Murakami K, Suzuki Y, Ogawa S, Miyano S, Mimori K, et al.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 2884-2884

    • DOI

      10.1038/s41467-018-05226-0

    • NAID

      120006551763

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  • [Journal Article] hibition controls aggressive prostate tumors deficient in Y-linked histone demethylase KDM5D.2018

    • Author(s)
      Komura K、Yoshikawa Y, Shimamura T, Chakraborty G, Gerke TA, Hinohara K, Chadalavada K, Jeong SH, Armenia J, Du SY, Mazzu YZ, Taniguchi K, Ibuki N, Meyer CA, Nanjangud GJ, Inamoto T, Lee GM, Mucci LA, Azuma H, Sweeney CJ, Kantoff PW.
    • Journal Title

      Journal of Clinical Investigation

      Volume: 128(7) Issue: 7 Pages: 2979-95

    • DOI

      10.1172/jci96769

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  • [Journal Article] Identification of Cardiomyocyte-Fated Progenitors from Human-Induced Pluripotent Stem Cells Marked with CD822018

    • Author(s)
      Takeda Masafumi、Kanki Yasuharu、Masumoto Hidetoshi、Funakoshi Shunsuke、Hatani Takeshi、Fukushima Hiroyuki、Izumi-Taguchi Akashi、Matsui Yusuke、Shimamura Teppei、Yoshida Yoshinori、Yamashita Jun K.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 22 Issue: 2 Pages: 546-556

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.12.057

    • NAID

      120006460050

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    • Author(s)
      島村徹平
    • Organizer
      新学術領域「細胞ダイバース」第3回若手ワークショップ
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      島村徹平
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      島村徹平
    • Organizer
      第2回日本メディカルAI学会学術集会
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  • [Presentation] 多細胞時空間解析のためのデータサイエンス2019

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      島村徹平
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      第42回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 医学と予兆学~疾病発生および治癒効果の予兆に向けて~2019

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      島村徹平
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      島村徹平
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      島村徹平
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      第92回日本生化学会大会
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      島村徹平
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  • [Presentation] データサイエンスを駆動力とした多細胞時空間動態のモデリング2019

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      島村徹平
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      Single-Cell 2019 OSAKAセミナー
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      島村徹平
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      大阪大学蛋白質研究所セミナー「がん研究の新機軸」
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      島村徹平
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      The Pacific Symposium on Biocomputing (PSB) 2018
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  • [Presentation] データサイエンスとの連携・融合による生命科学研究の新時代2018

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      島村徹平
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      島村徹平
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      日本行動計量学会 第46回大会
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      島村徹平
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      島村徹平
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      第41回日本分子生物学会年会
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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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