2021 Fiscal Year Annual Research Report
Collection, characterization and prediction of the unexplored proteins
| Project Area | Multifaceted Proteins: Expanding and Transformative Protein World |
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| Project/Area Number |
20H05932
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
太田 元規 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (40290895)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福地 佐斗志 前橋工科大学, 工学部, 教授 (70360336)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | 天然変性タンパク質 / ノンコーディングRNA / データベース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
教科書的な翻訳ルールに従って生合成され，自発的に固い構造に折りたたまるという古典的描像の埒外にあるタンパク質が近年存在感を増している．ノンコーディングRNAや非典型的な翻訳機構に由来するタンパク質を対象とした予備的な解析では，それらの多くは比較的短い天然変性タンパク質であった．反復配列，低複雑性配列を含む天然変性タンパク質が翻訳後修飾などを契機として液-液相分離を引き起こして液滴を形成し，機能することも話題となっている．つまり本領域で研究対象とする未開拓タンパク質の多くは，天然変性タンパク質だと考えられる．その構造・機能を理解するためには，対象となるデータを集めて編集し，情報解析する必要がある．
2021年度は年度当初から加わった2名のアノテータ，1名のプログラマー，2022年1月より加わった1名の博士研究員を含めた研究推進チームを組織し，本格的な研究開発を始動させた．ノンコーディングRNAに由来するタンパク質配列が記載されている3報の論文を参考に，ゲノム情報とタンパク質配列情報を整理し，ゲノムブラウザーに情報を載せた．翻訳後修飾を受けた天然変性タンパク質が相互作用の相手を変えながら機能する様子を表現するための情報を整理し，情報入力を実施するためのエディター開発を開始した．エディターはSBGNフォーマットのデータを出力し，これをグラフソフト，ChiSEに入力するとネットワーク図が描画される仕組みを利用する．タンパク質の立体構造予測法：AlphaFoldのベンチマークとして天然変性タンパク質データベース：IDEALに登録されている「折りたたみに伴う結合領域」Protean Segmentの構造予測の評価を開始した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
年度当初から人員を増強し本格的に始動することができた．未開拓タンパク質として対象とするノンコーディングRNA由来の翻訳産物についてもサンプルを検証することができた．つまり著者らが記載している核酸情報，データベースで公開されている核酸情報，タンパク質の配列情報に矛盾がないかを調査するシステムを構築できた．新規参加のアノテータについても教育期間が終了し，実践的に実務に参加している．高精度のタンパク質の立体構造予測法，AlphaFoldについても研究に組み込む目途がたった．天然変性タンパク質の複合体遷移を記述するためのエディター開発も進んでいる．以上を鑑みるに多くの課題に取り組んでおり，そのそれぞれでロード相応の結果がでていると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度に実施した研究開発を継続して行う．具体的には，未開拓タンパク質の配列を集めてその構造について調査した結果をまとめたデータベースを構築する，天然変性タンパク質IDEALについて翻訳後修飾に関連した複合体遷移についてのアノテーションを強化する，AlphaFoldを利用した構造予測のベンチマークを実施する．これらに加え来年度は，領域内の各班との共同研究を推進し，生命情報アノテーションセンターとしての活動も行っていく．
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