2011 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Integrative Systems Understanding of Cancer for Advanced Diagnosis, Therapy and Prevention |
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| Project/Area Number |
22134004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮野 悟 東京大学, 医科学研究所, 教授 (50128104)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井元 清哉 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (10345027)
山口 類 東京大学, 医科学研究所, 講師 (90380675)
長崎 正朗 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (90396862)
玉田 嘉紀 東京大学, 情報理工学系研究科, 助教 (80435495)
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| Keywords | がん / システム生物学 / ゲノム科学 / バイオインフォマティクス / 遺伝統計学 / スーパーコンピュータ |
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| Research Abstract |
がんを統合的に理解するためのシステム的方法論の構築に関して、次の成果を得た。
1.再発リスク・増殖・浸潤・薬剤耐性など、がんの現象に関する遺伝子セットの活性度などを特徴量として数値化したものをモジュレータとよび、このモジュレータが遺伝子AとBの条件付き従属性にどのように影響するかを捉える方法を考案し、多数のがんサンプルの遺伝子発現データがあると、スパコンを使ってそれぞれのサンプルのパーソナル遺伝子ネットワークを構造方程式モデルとして推定できるソフトウェアNetworkProfilerを開発した。上皮間葉転換EMTに関する遺伝子群を基にEMTモジュレータを定義し、762個のヒトがん細胞株の遺伝子発現プロファイルデータの解析を行い、新たなEMT誘導遺伝子KLF5を発見した。
2.非線形回帰ベイジアンネットワークで全遺伝子(2万以上)を対象としたネットワークを推定することは困難であったが、新たな並列アルゴリズムを開発し、ヒトゲノム解析センタースパコン、及び京コンピュータでの高並列化率を達成する実装に成功した。また、最適ベイジアンネットワーク推定のための並列アルゴリズムを考案し、512並列で高並列化率を保ちつつ、効率よく動作することを確認した。また、時系列遺伝子発現データから状態空間モデルによる動的予測システムの推定法を改良し、高並列化実装を行った。
3.データ同化技術を動的モデル推定に応用する技術を開発した。
4.がんのシステム的統合理解の基礎ソフトウェアとして、エキソームシークエンサーデータ解析パイプラインGENOMONを開発し、ヒトゲノム解析センタースーパーコンピュータに実装し、公開した。
5.班員及び連携研究者とのシステムがん共同研究を進め、データ解析を通して、MDSのスプライシング異常を起こす変異、ALK陽性・EGFR/KRAS/ALK陰性の肺がんで発現上昇が見られる遺伝子群の同定、ゲフィチニブ耐性肺腺癌のサバイバルメカニズム、などの成果に貢献した。
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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
個々の要素技術については、がん研究に適したものに調整が進んでいる。また、班員、及び連携研究者との共同研究も順調に進んでおり、今後の成果が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
班員との共同研究を推し進める。システムとしての統合解析が部分的であるところが今後の課題である。特に、メタボローム解析については今のところ進展がないため、新たな共同研究を探索する。
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[Journal Article] Identification of genes up-regulated in ALK-positive and EGFR/KRAS/ALK-negative lung adenocarcinomas2011
Author(s)
Okayama H, Kohno T, Ishii Y, Shimada Y, Shiraishi K, Iwakawa R, Furuta K, Tsuta K, Shibata T, Yamamoto S, Watanabe S, Sakamoto H, Kumamoto K, Takenoshita S, Gotoh N, Mizuno H, Sarai A, Kawano S, Yamaguchi R, Miyano S, Yokota J
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Journal Title
Cancer Res.
Volume: 72(1)
Pages: 100-111
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] MRG-binding protein contributes to development of colorectal cancer2011
Author(s)
Yamaguchi K, Sakai M, Kim J, Tsunesumi SI, Fujii T, Ikenoue T, Yamada Y, Akiyama Y, Muto Y, Yamaguchi R, Miyano S, Nakamura Y, Furukawa Y
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Journal Title
Cancer Science
Volume: 102(8)
Pages: 1486-1492
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] N-cadherin expression is a potential survival mechanism of gefitinib-resistant lung cancer cells2011
Author(s)
Yamauchi M, Yoshino I, Yamaguchi R, Shimamura T, Nagasaki M, Imoto S, Niida A, Koizumi F, Kohno T, Yokota J, Miyano S, Gotoh N
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Journal Title
Am J Cancer Res
Volume: 1(7)
Pages: 828-833
Peer Reviewed
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[Journal Article] Frequent pathway mutations of splicing machinery in myelodysplasia2011
Author(s)
Yoshida K, Sanada M, Shiraishi Y, Nowak D, Nagata Y, Yamamoto R, Sato Y, Sato-Otsubo A, Kon A, Nagasaki M, Chalkidis G, Suzuki Y, Shiosaka M, Kawahata R, Yamaguchi T, Otsu M, Obara N, Sakata-Yanagimoto M, Ishiyama K, Mori H, Nolte F, Hofmann WK, Miyawaki S, Sugano S, Haferlach C, Koeffler HP, Shih LY, Haferlach T, Chiba S, Nakauchi H, Miyano S, Ogawa S
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Journal Title
Nature
Volume: 478(7364)
Pages: 64-69
DOI
Peer Reviewed
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