協調ネットワーク解析による複合適応形質要因の発見

Publicly Offered Research

Project Area	Genetic bases for the evolution of complex adaptive traits
Project/Area Number	23128504
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	瀬々潤東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (40361539)
Project Period (FY)	2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help	¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000) Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000) Fiscal Year 2011: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywords	バイオインフォマティクス / ネットワーク / 最適化 / ショウジョウバエ / 線虫 / 進化 / タンパク質相互作用ネットワーク / 遺伝子発現 / 比較ゲノム
Outline of Annual Research Achievements	本研究では,細胞内ネットワークを種間で比較することで, 進化の過程で行ったネットワーク変化を捉え,複合適応形質の可能性のあるネットワークとその要因を推定した．まずネットワーク比較技術 ANGIE を開発した.一般にネットワークの比較で行われる方法は,2 つのネットワークが与えられた時,局所的にネットワークの形状を比較し,類似度の高い部分を発見する手法である.この方法では部分的な機能保存は見られるが,適応形質に必要とかんがえられる大域的な変化の発見が難しい.それに対し, ANGIE は全体的な概要構造に着目し,それらが近くなるような最適化問題に要約する手法である.本手法をショウジョウバエの近縁 6 種から得られたマイクロアレイデータ[Kalinka et al. Nature 2010]に適用した. 非常に分岐年代が近い近縁種である D. melanogaster と D. simulans を比較した場合,互いのネットワークが非常によく似ていて,保存性が高いことが示唆される結果となった.この実験により,類似していると考えられるネットワークからは,確かに保存しているネットワークを得られる事が確認できた.更に,利用したデータの中では分岐年代が離れている D. melanogaster と D. virillis を比較したところ,特に成長因子関連のネットワークが大きく分断され,異なる様子が示唆された.これは,発生速度の違いを象徴した結果となったと考えられる.このように,本手法により既存のデータから種間の生命現象の違いを自動的に抽出することが可能となった．更に，本手法をショウジョウバエと線虫のネットワーク比較に応用することで，遠く離れた種間においても比較可能であることを確かめた．
Research Progress Status	24年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	24年度が最終年度であるため、記入しない。