2006 Fiscal Year Annual Research Report
配列相同性検索に依存しない生物系統と機能推定法の確立と分子進化学への応用
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18570216
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nagahama Institute of Bio-Science and Technology |
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Principal Investigator |
池村 淑道 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 教授 (50025475)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 貴志 国立遺伝学研究所, 生命情報DDBJセンター, 助手 (30390628)
洞田 慎一 総合研究大学院大学, 葉山高等研究センター, 上級研究員 (70377125)
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| Keywords | メタゲノム解析 / オリゴヌクレオチド頻度 / 自己組織化マツプ / SOM / 生物系統推定 / タンパク質機能推定 / 環境ゲノム / トリペプチド頻度 |
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| Research Abstract |
培養を行わずにゲノムDNAの混合物を環境試料より回収し、大量なゲノム断片の配列決定を行うメタゲノム解析は、環境中の生物多様性を研究する有力な実験手法である。しかしながら、新規性の高いゲノム由来の断片配列が解読された際に、配列相同性検索で各断片配列の由来する生物系統や、配列中に見出されたタンパク質の機能を推定できる例は限定されている。異なった原理に基づく遺伝子機能や生物系統の推定法の確立が急務である。我々のグループが開発してきた、塩基配列中のオリゴヌクレオチド頻度に着目したBL-SOM法を用いて、データベースに収録された生物種既知の全ゲノム由来の大量断片配列と、環境由来の大量断片配列とを混合したデータセットを対象に、地球シミュレータを用いた大規模BL-SOM:解析を行うことにより、メタゲノム解析で得られた大量なゲノム断片配列について、生物系統の推定を可能にした。
環境由来生物のゲノム解析の主目的は、生物学的また産業的に重要なタンパク質遺伝子を発掘することにある。新規性の高い遺伝子の場合には、アミノ酸配列の相同性検索でタンパク質の機能を推定することは困難な例が大半を占める。連続アミノ酸頻度に着目したBL-SOMを試みたところ、タンパク質が機能や構造により自己組織化する傾向を示した。相同性検索に依存しないタンパク質の機能推定法として確立できる可能性が考えられる。データベースに収録された機能既知の大量なタンパク質へ、環境由来の大量断片配列で見出された大量なタンパク質候補を混合し、それらのダイまたはトリペプチド頻度について、地球シミュレータを用いた大規模BL-SOM解析を行い、メタゲノム解析で得られた多数のタンパク質類の機能推定を試みている。
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[Journal Article] Sequences from almost all prokaryotic, eukaryotic, and viral genomes available could be classified according to genomes on a large-scale Self-Organizing Map constructed with the Earth Simulator,2006
Author(s)
Abe, T., Sugawara, H., Kanaya, S., Ikemura, T.
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Journal Title
Journal of the Earth Simulator 6
Pages: 17-23
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[Book] DNA Structure, Chromation and Gene Expression2006
Author(s)
Abe, T., Sugawara, H., Hanaya, S., Kosaka, Y., Ikemura, T.
Total Pages
252の16
Publisher
Rescarch Signpost
