2016 Fiscal Year Research-status Report
パーソナルゲノム時代におけるRNA-seqを活用したプロテオミクス解析手法の確立
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16K00416
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| Research Institution | 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(機構本部施設等) |
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Principal Investigator |
河野 信 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(新領域融合研究センター及びライフサイエンス統合データベースセンター), データサイエンス共同利用基盤施設, 特任准教授 (40470075)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | プロテオゲノミクス / パーソナルゲノム / バイオマーカー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで質量分析計を用いたプロテオーム研究は、得られたマススペクトルをタンパク質のリファレンス配列データベースに対して検索して配列を決定していたため、変異を含むサンプルでの精密なペプチド同定は困難であった。特にがんでは多量の変異が蓄積していることが知られており、リファレンス配列に対してではなく、リファレンス配列に対して変異や挿入・欠失、スプライシングバリアントなどを含んだ個別のデータベース（バリアントデータベース）に対して検索を行う必要がある。このため、計画では初年度にまず、次世代シーケンサより測定されたRNA-seqデータを利用して変異を含むデータベースをサンプルごとに個別に作成し、これに対して質量スペクトルのデータベース検索を行い、リファレンスデータベースを利用するこれまでの手法と比較した。具体的には、1) UniProtやEnsembl、IPIなどのこれまでペプチド同定に用いられてきたデータベース（リファレンスデータベース）、2) 次世代シーケンサから出力されたがんゲノムのRNA-seqデータをアセンブリして得た変異等を含むタンパク質アミノ酸配列データベース（バリアントデータベース）、それぞれに対してマススペクトルの検索を行い、発現しているタンパク質の同定を行った。その結果、リファレンス配列に対して検索を行うよりもRNA-seqデータから得たデータベースに対して検索したほうがタンパク質の同定精度が向上することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題では、プロテオームの質量分析データを解析するソフトウェアのデファクトスタンダードであるMascotを使用する計画であった。Mascotは商用ソフトウェアであり導入にはライセンス料が発生するが、予算請求額より交付金額が減額された結果、初年度の総交付額を合計しても本来のライセンス料に満たず、導入条件や価格の交渉に時間を要したとともに、Mascot導入以外の予算執行が困難となった。そのため、今年度は既存手法との比較を実行するにとどまり、解析パイプラインの構築までには至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度にはがんサンプルから得られたRNA-seqのデータを使ってタンパク質アミノ酸配列のデータベースを作成することで、質量分析データから得られるタンパク質の同定精度が向上することが示された。平成29年度には、遅れているパイプラインの構築を急ぐとともに、RNA-seqから得られるmRNAの発現量と、質量スペクトルから得られるタンパク質の発現量を比較する方法を開発する。RNA-seqのデータからは配列情報が得られるのに加えてシーケンスタグの出現数からmRNAの発現量を見積もることが可能である。また、質量分析データからもスペクトラルカウント法、emPAI法などを用いることで発現タンパク質の定量が可能である。ただし、性質の異なるデータ同士の単純な比較は困難であると考えられるため、生物学的に意味のある比較が可能な正規化手法、統計手法について検討を行う。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] jPOSTrepo: an international standard data repository for proteomes2017
Author(s)
Shujiro Okuda, Yu Watanabe, Yuki Moriya, Shin Kawano, Tadashi Yamamoto, Masaki Matsumoto, Tomoyo Takami, Daiki Kobayashi, Norie Araki, Akiyasu C. Yoshizawa, Tsuyoshi Tabata, Naoyuki Sugiyama, Susumu Goto, Yasushi Ishihama
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Journal Title
Nucleic Acid Research
Volume: 45
Pages: D1107-D1111
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The ProteomeXchange Consortium in 2017: supporting the cultural change in proteomics public data deposition2017
Author(s)
Eric W. Deutsch, Attila Csordas, Zhi Sun, Andrew Jarnuczak, Yasset Perez-Riverol, Tobias Ternent, David S. Campbell, Manuel Bernal-Llinares, Shujiro Okuda, Shin Kawano, Robert L. Moritz, Jeremy J. Carver, Mingxun Wang, Yasushi Ishihama, Nuno Bandeira, Henning Hermjakob, and Juan Antonio Vizcaino
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Journal Title
Nucleic Acid Research
Volume: 45
Pages: D1100-D1106
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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