2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Integrative Systems Understanding of Cancer for Advanced Diagnosis, Therapy and Prevention |
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22134008
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
角田 達彦 独立行政法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, グループディレクター (10273468)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤本 明洋 独立行政法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, 上級研究員 (30525853)
宮 冬樹 独立行政法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, リサーチアソシエイト (50415311)
TODD・A Johnson 独立行政法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, リサーチアソシエイト (90392042)
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| Project Period (FY) |
2010-06-23 – 2015-03-31
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| Keywords | 癌 / ゲノム / 統計数学 / 遺伝学 / 情報工学 |
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| Research Abstract |
平成25年度は，これまで構築してきた高精度ながんゲノムシークエンス解析パイプラインを，国際がんゲノムコンソーシアムの一環として得られる数百例の全ゲノムシークエンスデータに適用し解析を行い，全症例の全ゲノム上の変異を網羅的にカタログ化するとともに，中川班，宮野班，柴田班と協力し，RNA-seqやChip-seqを用いたオミックスデータの統合的解析を行うための基盤を整えた．それらオミックスデータおよび公共データベースを用いてドライバーを絞り込む方法を開発している．また，多症例のがんゲノムシークエンスの網羅的解析，ネットワーク構造解析，統計的推論を行うため，東京大学医科学研究所ヒトゲノム解析センターのスーパーコンピュータを，連携によって用いることを可能にした．そして独自に開発してきた全ゲノムシークエンス解析パイプラインを，小川班の泌尿器腫瘍のデータに適用し，変異のコールに用いた結果が論文出版された．かつ，同手法により，エクソームデータでも高精度の解析が行えることを実験によって検証し，論文化するとともに，解析ソフトウェアを公開した（VCMM）．ゲノム以外のオミックス階層として，エピゲノムと遺伝子発現の関係性に関し，がん化に関わるエピゲノム修飾酵素の下流遺伝子を，ノックダウン系とマイクロアレーによって調べる系を構築してきたが，それをヒストン脱メチル化酵素やヒストンメチル基転移酵素などに適用し，下流の遺伝子群とパスウェイの同定をし，論文化した．これらは新たな標的分子の探索のシーズになるものである．そして予測のための手法を開発するステップとして，ゲノムマーカーに機械学習を適用した場合のフィージビリティ研究を行い，ベイズによる手法の頑健性や，機械学習と通常のゲノムワイドな検定との関係など，新たな成果が得られ論文化できたので，今後応用予定である．
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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
システム構築はおおむね順調である．また，数百症例のがんゲノムに発現，エピゲノムデータを重ね，統合的な解析を進め，がんをシステム的に理解する研究が進んでおり，計画通りである．
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| Strategy for Future Research Activity |
国際がんゲノムコンソーシアムの一環として得られる数百例の全ゲノムシークエンスデータから，全症例の全ゲノム上の変異を網羅的にカタログ化し，かつオミックスデータの統合的解析を行っており，その成果を論文としてまとめる．またそれに伴い，オミックス情報と外部のデータベース，そしてシステム的アプローチの活用により，ドライバー変異・遺伝子の同定，パスウエイ内の蓄積やネットワーク構造の解明を行う方法の開発をさらに進展させまとめる．その結果として，オミックス情報によるがんの表現型予測を行うプロトタイプシステムを作り，個別化医療の基盤とする．また，大規模臨床検体コホートでの臨床病理学的データとの関連解析を同時に行うことを発展させ，多型情報による抗がん剤副作用や発癌の遺伝的背景の探索を行い，個別化診断のためのバイオマーカーや治療標的分子を検出し，個人ゲノムの多様性や臨床情報が薬剤副作用や，がん発症に影響するメカニズムを解析する．そして知見を，外部データとも統合してデータベース化し，システムとして解釈，薬への応答性などの表現型の予測を行う方法を提案する．これらシステム的アプローチにより，転移の予防，薬剤応答の予測や薬剤耐性獲得の予防，抗がん剤の新規ターゲットの発見・血液診断法の開発などを行う基盤構築を目指す．そして次世代のがん医療の産業化とし，個人ごとのクリニカルシークエンスによる薬物の有効性や副作用の予測などの個別化医療への基盤を確立する．生物情報学分野の研究者の育成に関しては，学際的な研究室間受け入れ体制など交流の場を設ける．
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[Journal Article] A practical method to detect SNVs and indels from whole genome and exome sequencing data.2013
Author(s)
Shigemizu D, Fujimoto A, Akiyama S, Abe T, Nakano K, Boroevich KA, Yamamoto Y, Furuta M, Kubo M, Nakagawa H, Tsunoda T.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 3
Pages: 2161
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Integrated molecular analysis of clear-cell renal cell carcinoma.2013
Author(s)
Sato Y, Yoshizato T, Shiraishi Y, Maekawa S, Okuno Y, Kamura T, Shimamura T, Sato-Otsubo A, Nagae G, Suzuki H, Nagata Y, Yoshida K, Kon A, Suzuki Y, Chiba K, Tanaka H, Niida A, Fujimoto A, Tsunoda T, Morikawa T, Maeda D, Kume H, Sugano S, Fukayama M, Aburatani H, Sanada M, Miyano S, Homma Y, Ogawa S.
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Journal Title
Nature Genetics
Volume: 45
Pages: 860-867
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The oncogenic polycomb histone methyltransferase EZH2 methylates lysine 120 on histone H2B and competes ubiquitination.2013
Author(s)
Kogure M, Takawa M, Saloura V, Sone K, Piao L, Ueda K, Ibrahim R, Tsunoda T, Sugiyama M, Atomi Y, Nakamura Y, Hamamoto R.
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Journal Title
Neoplasia
Volume: 15
Pages: 1251-1261
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Deregulation of the histone demethylase JMJD2A is involved in human carcinogenesis through regulation of the G(1)/S transition.2013
Author(s)
Kogure M, Takawa M, Cho HS, Toyokawa G, Hayashi K, Tsunoda T, Kobayashi T, Daigo Y, Sugiyama M, Atomi Y, Nakamura Y, Hamamoto R.
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Journal Title
Cancer Letters
Volume: 336
Pages: 76-84
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Morphological and microarray analyses of human hepatocytes from xenogeneic host livers.2013
Author(s)
Tateno C, Miya F, Wake K, Kataoka M, Ishida Y, Yamasaki C, Yanagi A, Kakuni M, Wisse E, Verheyen F, Inoue K, Sato K, Kudo A, Arii S, Itamoto T, Asahara T, Tsunoda T, Yoshizato K.
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Journal Title
Laboratory investigation
Volume: 93
Pages: 54-71
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The histone methyltransferase Wolf-Hirschhorn syndrome candidate 1-like 1 (WHSC1L1) is involved in human carcinogenesis.2013
Author(s)
Kang D, Cho HS, Toyokawa G, Kogure M, Yamane Y, Iwai Y, Hayami S, Tsunoda T, Field HI, Matsuda K, Neal DE, Ponder BA, Maehara Y, Nakamura Y, Hamamoto R.
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Journal Title
Genes Chromosomes Cancer
Volume: 52
Pages: 126-139
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Whole genome sequencing reveals past population history and signature of natural selection in the Japanese population2013
Author(s)
Akihiro Fujimoto, Tetuo Abe, Keith A Boroevich, Kaoru Nakano, Aya Sasaki, Rina Kitada, Hiroko Tanaka, Yusuke Nakamura, Satoru Miyano, Michiaki Kubo, Hidewaki Nakagawa, Tatsuhiko Tsunoda
Organizer
American Society of Human Genotics
Place of Presentation
Boston, USA
Year and Date
20131204-20131204
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[Presentation] 全ゲノム・全エクソームシークエンスデータからSNV/Indelを同定する実用的手法の開発2013
Author(s)
重水大智, 藤本 明洋, 秋山 真太郎, 阿部 哲雄, 中野 かおる, Boroevich Keith, 山本 裕二郎, 古田 繭子, 久保 充明, 中川 英刀, 角田 達彦
Organizer
第36回日本分子生物学会年会
Place of Presentation
神戸
Year and Date
20131204-20131204
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[Presentation] 全ゲノム/全エクソームシークエンスデータからのSNVs,Indels を同定する実用的手法の開発2013
Author(s)
重水大智, 藤本明洋, 秋山真太郎, 阿部哲雄, 中野かおる, Keith Boroevich, 山本裕二郎, 古田繭子, 久保充明, 中川英刀, 角田達彦
Organizer
日本人類遺伝学会 第58回大会
Place of Presentation
仙台
Year and Date
20131121-20131121
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[Presentation] 全ゲノムシークエンスによる肝臓がんの変異と遺伝的多様性の解析2013
Author(s)
藤本明洋, 白石友一, 古田繭子, 後藤邦仁, 中村透, 平野聡, 山本雅一, 山上裕機, 茶山一彰, 宮野悟, 角田達彦
Organizer
第72回日本癌学会学術総会
Place of Presentation
横浜
Year and Date
20131004-20131004
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[Presentation] 肝がん全ゲノム解析から判明した 変異のパターンと腫瘍内遺伝的多様性2013
Author(s)
藤本明洋, 白石 友一, 古田 繭子, 後藤 邦仁, 中村 透, 平野 聡, 山本 雅一, 山上 裕機, 茶山 一彰, 宮野 悟, 角田 達彦, 中川 英刀
Organizer
日本遺伝学会
Place of Presentation
横浜
Year and Date
20130920-20130920
Invited
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