2016 Fiscal Year Research-status Report
脊椎動物の全ゲノム比較解析を可能にする統合オーソログ判定パイプラインの構築
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15K07172
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| Research Institution | Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University |
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Principal Investigator |
井上 潤 沖縄科学技術大学院大学, 数理生物学ユニット, 研究員 (10596779)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 比較ゲノム / 分子系統解析 / シンテニー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 具体的内容：本研究課題では，ゲノム進化研究の基盤をなすオーソロガスな (種間で対応した) 遺伝子と染色体領域を脊椎動物のゲノム全体から選定する解析パイプラインを構築する，ことを目的とした．研究計画は以下の手順であった：(1) 若手研究 (B) で作成した解析パイプラインを拡張し，下位条鰭魚類数種から解読したデータを解析することで，系統解析パイプラインの強化を図る，(2) 得られた結果を利用して分布解析パイプラインを作成する，(3) 連携研究者と協力して数理解析を行い，解析パイプラインの精度を評価する．
2. 意義と重要性：本研究課題は，種の系統樹を用いて確実に推定されたオーソログ情報を基盤とする，言わば進化学の基礎的概念を軸とした制度の高い解析を行うことで，混乱しているゲノム進化研究の指針となるものである．
3. 研究実績の概要：実際に本年度は，解析パイプラインを発達させて，脊椎動物だけでなく新口動物の系統間の解析も行った．ギボシムシやウニ，ナメクジウオのゲノム配列は脊椎動物に比べて断片化が激しいため，公開されているデータを加工し，解析パイプラインを改変してこれに対応した．全遺伝子データの解析の前段階として，脊索形成に重要な役割を担う Brachyury 遺伝子と筋肉遺伝子に対象を絞った解析を行った．その結果，Brachyury 遺伝子の解析では，改変した解析パイプラインを用いて対象とした遺伝子の周辺 8 遺伝子について遺伝子の配置 (シンテニー) を調べ，これを論文としてまとめた．さらに筋肉遺伝子では，現在 30 以上の遺伝子について系統樹を作成し得られた結果を論文としてまとめている．このように本研究課題による解析パイプラインの発展は，脊椎動物に比べ進化解析が遅れている新口動物の研究に大きな貢献となっている．
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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
1. 研究の進捗状況：平成 28 年度の目的は，前年度までに解読した下位条鰭魚類数種のトランスクリプトームデータを解析し，解析パイプラインの統合を目指すことであった．本年度は，系統解析パイプラインを新口動物の主要系統間の解析に適用することで，分布解析の要素を取り込むことができた．一方で，予定していた下位条鰭魚類数種のトランスクリプトーム解読は，主な理由として所属研究の移動により研究対象を脊椎動物から新口動物へと広げたため，行わなかった．
2. 成果の進捗状況：解析対象を新口動物まで広げたため，予定よりも早く得られた結果を研究論文として発表することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 本研究課題の今後の推進方策：新口動物の解析をさらに進めることで，解析パイプラインをさらに発展させる．
2. 研究計画の変更：上記の通り，研究対象を新口動物まで広げた．これにより，脊椎動物内部だけでなく，脊椎動物の外側に分岐する動物のゲノムを解析することで，より脊椎動物のゲノム特性が明確になる．
3. 研究を遂行する上での課題とその対応策：脊椎動物に加えてウニやナメクジウオ，ホヤ，を含む新口動物では，ヒトやメダカなどの実験動物に比べて公開されているゲノムデータの精度が低く断片化が見られる．このため当面の目的を，脊索動物の解析に合わせた解析パイプラインの作成にしぼり，大規模シンテニー解析を小規模シンテニー解析へと切り替えることで対応する．新口動物では脊椎動物よりもゲノム研究が進んでいないため，本申請課題が与える影響はより大きいと期待される．
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| Causes of Carryover |
予定していた下位条鰭魚類数種のトランスクリプトームデータ解読を延期したため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
解析対象の範囲を脊椎動物から新口動物へと広げたことにともない，解析パイプラインの改変が必要になった．このため，解析に必要な新たな Linux コンピュータの購入を検討している．
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