Functional analysis of genomic variants based on structural dynamics of proteins

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K20398
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 62010:Life, health and medical informatics-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Kamada Mayumi 京都大学, 医学研究科, 准教授 (70749077)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: タンパク質構造ダイナミクス / 時系列解析 / 低次元特徴量表現

Outline of Final Research Achievements

With the development of genome analysis technology, many genomic variants have been reported, but the mechanism of many of them is still unknown. Since changes in the dynamics of protein structures affect drug sensitivity, it is crucial to understand the effects of variants on dynamics to elucidate their mechanisms. Proteins are composed of a large number of atoms, and the structural dynamics are represented as ultra-high dimensional data. In this study, we extracted features representing changes in structural dynamics from time-series data obtained by molecular dynamics simulation using informatics methods and investigated visualization representations.

Free Research Field

バイオインフォマティクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

精密医療実現を担う「ゲノム医療」では、ゲノム解析により得られるゲノムの違い（バリアント）とそれらに対する既知情報に基づき、診断および治療法の選択を行う。しかし実際、ゲノム解析では機序および臨床的な意義が不明なバリアントが数多く検出され、診断・治療方針決定に結びつかないことが、ゲノム医療におけるボトルネックとなっている。本研究では、機序不明なバリアントの分子への影響を情報学的に評価することを試みた。今後様々な系に対して検証が必要であるが、低次元での特徴表現及び客観的な評価が可能であることから、効率的な機序に関わる因子探索の一助となることが期待できる。