真菌類ゲノムからの新規酵素遺伝子発見

Publicly Offered Research

Project Area	Biosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification
Project/Area Number	25108708
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	山田拓司東京工業大学, 生命理工学研究科, 講師 (10437262)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help	¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000) Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000) Fiscal Year 2013: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords	遺伝子予測 / 酵素 / 応用微生物 / バイオインフォマティクス
Outline of Annual Research Achievements	本研究では真菌類ゲノムを用いて、遺伝子が未定義の酵素反応に対する遺伝子配列を明らかにしていくことを目的としている。代表者らは先行研究において、微生物ゲノムを用い100種類以上の遺伝子未知酵素反応について対応する遺伝子を計算機的に予測し、2例については実験的にその酵素活性を実証している。真核生物に関しては遺伝子未知の代謝反応が数多く報告されているにもかかわらず、遺伝子のゲノム上の位置関係とそれらの遺伝子機能類似性に相関がないために上記の手法を利用することができなかった。本研究計画の目的はオーファン酵素の遺伝子配列を真菌ゲノムを利用して発見することである。本研究でこれらの遺伝子が明らかになれば、これまで機能の存在すらわからなかった酵素反応機構を大規模な配列類似性検索で予測することが可能になり、昨今のデータ解析の時代において、非常に大きな前進になることは間違いない。本研究ではそこで開発した解析パイプラインを活用し、真菌類に用いるために改良した。真菌類においては遺伝子がオペロン構造を取る例がほとんどないため、遺伝子のゲノム上の隣接関係を利用することが困難である。しかしながら遺伝子系統プロファイル類似度などのパラメーターを利用することで原核生物種にたいする予測パイプラインと同様に、真菌類に対しても80%以上の正答率でオーファン酵素に対する遺伝子配列を予測することが可能となり、現在報告論文を準備中である。また、本遺伝子予測パイプラインの一部であるドメインを利用した機能アノテーションについては論文として報告している。ここでは特定の酵素反応に特的に現れるドメイン構造をデータベース化しており、そのドメイン構造から遺伝子予測を行うパイプラインである。
Research Progress Status	26年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	26年度が最終年度であるため、記入しない。