2018 Fiscal Year Annual Research Report
Illuminating new biological mechanisms by multiomics approach with mass spectrometry cheminformatics
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18H02432
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
津川 裕司 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (30647235)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中林 亮 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (30586160)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 統合オミクス / 質量分析インフォマティクス / データサイエンス / メタボローム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該研究では統合オミクス研究を高精度かつ円滑に推進するための質量分析インフォマティクスプラットホームを構築する．質量分析インフォマティクスとは，質量分析から得られる質量情報をまずは化学構造情報へと変換し，その網羅的なデータから複雑な生体システムの動作原理の解明を目指すオミクスデータサイエンスである．また質量分析は，様々なオミクス階層研究（プロテオミクス，グライコミクス，small RNA解析など）においても必須の計測手法であるため，本研究によるインフォマティクス研究基盤の形成は，広範な生命科学，医学および産業領域へのインパクトが期待される．
統合オミクス研究を行うためには，オミクス解析結果（アウトプット）の標準化を行うことが必須である．これらアウトプットが標準化されることができれば，いわゆるデータサイエンティストが各オミクス階層データを統合するための敷居は大きく下がることになり，オミクス研究の生命科学分野の貢献が飛躍的に向上すると考えられる．
そこで2018年度では，メタボローム研究分野で広く用いらている解析手法を整理し，具体的に何ができて，何が必要かを明確化することを目指した．特に質量分析情報から代謝物情報を付加する「アノテーション」と呼ばれる行程を見直し，（１）標準品ライブラリーに基づくマススペクトル検索，（２）理論スペクトルに基づくルールベースの構造推定，そして（３）マススペクトルの情報からde novo的に組成式推定および構造推定するための手法について，研究者がこれまで開発してきたMS-DIALソフトウェアプログラムで統一的に実行可能なプラットホームの構築を行った．また，国際連携を通じて，データの標準化の整備を進めた．本成果は，総説としてCurrent opinion in biotechnologyに発表した．
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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
当該研究はおおむね順調に進展しており，次年度より，研究成果が複数発表できる予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，特に植物の二次代謝物を包括的に捉えるための質量分析インフォマティクス研究，並びに世界の各地で自生しているシロイヌナズナの自然変異体のSNPs解析データとの統合オミクス解析を行うことで，新たな代謝物―遺伝子―形質の関連を解き明かすことを目的とした研究を展開する．
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