2012 Fiscal Year Annual Research Report
Development of bioinformatics platform for analyzing chromosome dynamics and comparative genomics.
| Project Area | Systematic study of chromosome adaptation |
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| Project/Area Number |
22125008
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
伊藤 武彦 東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (90501106)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白髭 克彦 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (90273854)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 染色体動態 / ゲノム情報 / 新型シークエンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、まず主に昨年度までに開発したChIP-seq解析アルゴリズム、ゲノムアセンブル解析アルゴリズム、点変異解析アルゴリズムの改良を継続的に実施し、班員との共同研究により酵母、マウス、ヒトなど様々な生物種について、様々なタンパク質局在プロファイルの解析、SNP検出、ゲノム構造変異解析を実施した。また一部データベース開発も実施し、解析結果の効果的な可視化も実施した。中でも、De bruijnアルゴリズムを用いたゲノムアセンブルプログラムの開発に注力した。De brujijnグラフアルゴリズムを用いた次世代シークエンサーのアセンブルでは、各readからk-merの部分配列を切り出し、その部分配列をノードとしノード間のつながりをグラフ構造とすることでアライメントを行う事なくアセンブルを実現する。このアルゴリズムでうまくアセンブルが行かない例として、高ヘテロ接合性diploidゲノムのアセンブルが挙げられる。この問題に対して、contig bubbleおよびscaffold bubble構造を許容し、coverage情報やpair情報に基づいてbubble構造を解決するアルゴリズムを構築した。このプログラムにより、高ヘテロ接合性ゲノムのアセンブルを効率的に行う事が可能になるとともに、応用として、相同染色体間での構造変化等も検出する事が可能となった。
このアルゴリズムを利用し、他班員との共同研究で大腸菌ゲノム、出芽酵母ゲノム、分裂酵母ゲノムのアセンブルを実施するとともに、大腸菌の株間での挿入配列位置の変異解析、分裂酵母の相同染色体間の構造変異解析を実施した。
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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
新学術班内で利用可能なIllumina社プラットフォームを利用したシークエンスデータを元にしたChIP情報解析の系、SNPs情報解析の系、ゲノム構造変化検出の情報解析の系を本年度までに立ち上げ、新学術のメンバーに広く供与できている事から本新学術内での最大の目的は概ね順調に進展できていると考えられる。
また、これら確立した系を利用したMcm4,BrdUなど様々なタンパク質局在プロファイルの解析、さらには解析によって得られたタンパク質局在プロファイル同士の比較も行う等おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、今年度までの成果に引き続き、開発している様々な情報解析プロトコル内のアルゴリズムを改良し、より精度の高い解析手法を提供して行く予定である。
一方、中間評価で指摘された本新学術内でも数値モデル化と合わせた研究の推進を実現すべく、diploid酵母を利用してゲノム解析、RNA-seq解析、Chip-seq解析、メチル化解析を網羅的に行い、組み替え、複製時にどのような変化が起きるか、セルサイクルと合わせて解析する事でモデル化の足がかりを作り、残り二年間で成果をまとめる事を目標とする。
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