アレー解析からの転写制御ネットワークの情報学的解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12206008
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 久原 哲 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (00153320)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 篠原 歩 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (00226151) ; 小西 貞則 九州大学, 大学院・数理学研究院, 教授 (40090550) ; 田代 康介 九州大学, 大学院・農学研究院, 助教授 (00192170) ; 丸山 修 九州大学, 大学院・数理学研究院, 助教授 (20282519)
• Keywords: DNAマイクロアレイ / 遺伝子発現制御 / 発現制御ネットワーク / 出芽酵母 / モデリング

Research Abstract

DNAマイクロアレイの技術の発展により、大多数の遺伝子から成る広範の遺伝子ネットワークを推定し、制御関係を解明するというトップダウン型が注目されている。本研究では、アレイデータの誤差推定とその補正法の確立を行い、データの信頼性を向上させ、アレイデータからの有意な制御関係を確実に抽出することを行い、このデータを基礎にして、制御関係を導き出す手法の確立を目的とした。また、これらの手法を基に実際のマイクロアレイデータを解析し、遺伝子発現制御関係を推定した。
成果として、マイクロアレイの作成では、配列決定が終了したモデル生物、クラミジア菌、ウエルシュ菌、アナベナ、黄色ブドウ球菌、細胞性粘菌、酵母のマイクロアレイを作成した。
発現プロファイルの収集と解析結果としては、酵母について、72個の転写因子を含む155個の遺伝子欠失変異株における発現プロファイルを作成し、ブーリアンモデリング等による遺伝子発現調節ネットワーク作成を行った。その結果、既に被制御遺伝子が明らかになっている98個の転写因子とその被制御遺伝子、552個の遺伝子からなるサブネットワークが作成され、このネットワークが平均約30%の関係を再構築していることを明らかにした。また、

Research Products

• [Publications] D.Shinozaki, T.Akutsu, O.Maruyama: "Finding optimal degenerate patterns in DNA sequences"Bioinformatics. 19. ii206 (2003)
• [Publications] S.Imoto, S.Kim, T.Goto, S.Aburatani, K.Tashiro, S.Kuhara, S.Miyano: "Bayesian network and nonparametric heteroscedastic regression for nonlinear modeling of genetic network"Journal of Bioinformatics and Computational Biology. 1. 231 (2003)
• [Publications] S.Imoto, C.J.Savoie, S.Aburatani, S.Kim, K.Tashiro, S.Kuhara, S.Miyano: "Use of gene networks for identifying and validating drug targets"Journal of Bioinformatics and Computational Biology. 1. 459 (2003)