2018 Fiscal Year Annual Research Report
Algorithms that organisms search genes de novo
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18H03335
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
矢田 哲士 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (10322728)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 遺伝子のde novo誕生 / 生物の遺伝子探索アルゴリズム / バイオインフォマティクス解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに、研究代表者は、出芽酵母(S. cerevisiae)の系統のゲノムビッグデータをコンピュータ解析することで、ゲノム中の遺伝子間領域からタンパク質のコード領域が誕生する過程を塩基配列の解像度で明らかにした。さらに、さまざまな生物種におけるこの過程の多様性と普遍性を詳らかにするために、ある生物種ゲノムにアノテーションされているタンパク質をコードする遺伝子の中から、de novoに誕生したと考えられる遺伝子を同定するコンピュータパイプラインを構築した。そのパイプラインの概要は以下の通りである。まず、(1)ある生物種ゲノムにアノテーションされているタンパク質コード遺伝子の中から、他生物種ゲノムにアノテーションされているタンパク質コード遺伝子とは配列相同性を示さない遺伝子を取りだす。次に、(2)これらの遺伝子の中から、近縁のアウトグループゲノムの遺伝子間領域にオーソロジーが確認できる遺伝子を取りだす。そして、(3)これらの遺伝子について、アウトグループのオーソログ領域との多重アラインメントから共通祖先配列を推定し、それらの配列においてタンパク質のコード領域が確認できない遺伝子をde novo誕生遺伝子として同定する。ここでは、祖先配列におけるタンパク質のコード領域を確認する指標として、ORF長に着目している。これは、S.cerの系統における遺伝子間領域からのタンパク質のコード領域のde novo誕生過程から得られた知見に基づいている。さらに、(4)プロテオミクスやリボソームプロファイリングのデータやORFから計算することができるコーディングポテンシャルなどを用い、同定されたde novo誕生遺伝子の尤もらしさを評価する。
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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
本研究課題では、これまでに、出芽酵母(S. cerevisiae)の系統のゲノムビッグデータをコンピュータ解析することで、ゲノム中の遺伝子間領域からタンパク質のコード領域が誕生する過程を塩基配列の解像度で明らかにした。さらに、ある生物種ゲノムにアノテーションされているタンパク質をコードする遺伝子の中から、de novoに誕生したと考えられる遺伝子を同定するコンピュータパイプラインを構築した。以上より、本研究課題は、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに、研究代表者は、出芽酵母(S. cerevisiae)の系統のゲノムビッグデータをコンピュータ解析することで、ゲノム中の遺伝子間領域からタンパク質のコード領域が誕生する過程を塩基配列の解像度で明らかにした。今後は、この研究成果を論文にまとめ、発表するとともに、さまざまな生物種におけるこの過程の多様性と普遍性を詳らかにする。
また、これまでに、研究代表者は、ある生物種ゲノムにアノテーションされているタンパク質コード遺伝子の中から、de novoに誕生したと考えられる遺伝子を同定するコンピュータパイプラインを構築した。今後は、このパイプラインの評価と改良を行なうとともに、改良されたパイプラインを用い、遺伝子のde novo誕生の効率を高めているメカニズムを探求する。
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