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がん進行予測のための、がんゲノム進化シミュレーション

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative Systems Understanding of Cancer for Advanced Diagnosis, Therapy and Prevention
Project/Area Number 25134701
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

木立 尚孝  東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (80415778)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywordsがん / 集団遺伝学 / 合祖理論 / ゲノム進化 / バイオインフォマティクス / アルゴリズム / 次世代シーケンサー / 機械学習
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、数理生物学の分枝過程モデルと、集団遺伝学の合祖理論を融合し、がん細胞増殖と、癌ゲノム進化との相関を記述する、がん進行シミュレーション手法を開発することを目的としていた。この手法を用いて、がんゲノムデータから、過去のがん進行の歴史を推定し、未来方向へがんの進行予測を行うシステムを開発することも目指していた。
対象となるデータは、主に1細胞シーケンシングによる、がん集団ゲノムデータであった。このようなデータに関しては、与えられたデータから、個々のがんの増殖率や塩基変異率などを推定するアルゴリズムを開発することに成功した。しかしながら、手法を適用すべき、がんゲノムの一細胞シーケンシングデータが現在でもほとんど公開されておらず、論文にするのが難しい状況である。このため、細胞系図に基づく、集団遺伝パラメータ推定の代わりに、がん組織シーケンシングデータからゲノム変異頻度を抽出し、その遺伝揺動を集団遺伝学の標準モデルである、ライト・フィッシャーモデルを用いて記述し、集団パラメータを推定する方法の開発を行っている。これを用いれば、より簡単に手に入るがん組織のシーケンシングデータから集団遺伝パラメータが推定できるようになるはずである。また、現在は1細胞シーケンシングによるRNA-seq実験が増えてきているため、がんの塩基変異をRNA-seqデータから検出すれば、初年度に開発した一細胞シーケンシングデータに特化したアルゴリズムも使えるようになると考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2015 2014 2013

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

  • [Journal Article] CapR : revealing structural specificities of RNA-binding protein target recognition using CLIP-seq data2014

    • Author(s)
      Tsukasa Fukunaga, Haruka Ozaki, Goro Terai, Kiyoshi Asai, Wataru Iwasaki and Hisanori Kiryu
    • Journal Title

      Genome Biology

      Volume: 15 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/gb-2014-15-1-r16

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MixSIH : a mixture model for single individual haplotyping2013

    • Author(s)
      Hirotaka Matsumoto, and Hisanori Kiryu
    • Journal Title

      BMC genomics

      Volume: 14 Issue: S2

    • DOI

      10.1186/1471-2164-14-s2-s5

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Method for Estimating Cancer Genome Evolution from Next-Generation Sequencing Data Utilizing Population Genetics2015

    • Author(s)
      Yutaro Konta
    • Organizer
      East Asia Regional Biometric Conference 2015
    • Place of Presentation
      福岡市、九州大学
    • Year and Date
      2015-12-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] がんゲノムはどのように進化するのか: Population genetics modelによるがん進行過程の推定2015

    • Author(s)
      今田雄太郎
    • Organizer
      生命情報科学若手の会第7回研究会
    • Place of Presentation
      鶴岡市、慶応義塾大学鶴岡タウンキャンパス
    • Year and Date
      2015-10-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2018-03-28  

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