2010 Fiscal Year Annual Research Report
微生物ゲノム比較基盤の確立に向けたゲノムコア構造解析法の開発
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20310125
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
内山 郁夫 基礎生物学研究所, ゲノム情報研究室, 助教 (90243089)
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| Keywords | ゲノムアライメント / 進化 / 微生物ゲノム / 水平遺伝子移動 / ゲノムデータベース |
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| Research Abstract |
本研究は、微生物の比較ゲノム解析や進化ゲノム解析の基盤として、近縁ゲノム間で主に垂直に伝搬され保存された構造としての「コア構造」を定義する方法を開発し、これを用いて大量に蓄積しつつある微生物ゲノムの整理を行うことを目標とした。この目的のため、類縁ゲノム間でのオーソログテーブルを入力として、それらの間で遺伝子の並び順が保存された構造を抽出するプログラムCoreAlignerを開発し、その改良と応用を目指してきた。今年度は、CoreAlignerプログラムを完成させるとともに、それを最新のデータに適用することにより、微生物コアゲノムデータベースの構築を行った。合わせて、コアゲノム解析を実際の近縁微生物の比較ゲノムプロジェクトに応用し、成果を挙げることを試みた。データベースについては、微生物ゲノムデータベースMBGDから、「科」レベルの系統群で一定数以上のゲノムが存在する系統群に、本手法を機械的に適用してコア遺伝子を抽出した。それらのコア遺伝子のコンセンサスの並び順やゲノム上の配置に加え、各コア遺伝子のマルチプルアライメントの情報なども計算してデータベースに格納した。これにより、指定した遺伝子がコア構造に含まれるかどうかを検索したり、その周辺のコア構造の様子を調べたりすることが可能になった。このデータベースは、MBGDと連動して利用できるよう準備している。一方、実際のゲノム解析への適用として、ヘリコバクターピロリ菌東アジア株と他の株との比較ゲノム解析に本手法を適用し、これに基づいて系統解析や東アジア株に特徴的な遺伝子の抽出、ゲノム再編部位の同定などを行い、様々な比較解析の基盤として機能することを確認した。
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[Journal Article] Birth and death of genes linked to chromosomal inversion2011
Author(s)
Furuta, Y., Kawai, M., Yahara, K., Takahashi, N., Handa, N., Tsuru, T., Oshima, K., Yoshida, M., Azuma, T., Hattori, M., Uchiyama, I., Kobayashi, I.
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Journal Title
Proc.Natl.Acad.Sci.USA
Volume: 108
Pages: 1501-1506
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evolution in an oncogenic bacterial species with extreme genome plasticity : Helicobacter pylori East Asian genomes2011
Author(s)
Mikihiko Kawai, Yoshikazu Furuta, Koji Yahara, Takeshi Tsuru, Kenshiro Oshima, Naofumi Handa, Noriko Takahashi, Masaru Yoshida, Takeshi Azuma, Masahira Hattori, Ikuo Uchiyama, Ichizo Kobayashi
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Journal Title
BMC Microbiology
Volume: 11
Peer Reviewed
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