2022 Fiscal Year Research-status Report
プロテオゲノミクス実現のための変異タンパク質配列予測システムの構築
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21K17850
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
凌 一葦 新潟大学, 医歯学系, 助教 (70804540)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | プロテオミクス / がん変異 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
質量分析に基づくプロテオミクスは、ゲノム配列決定技術とは異なり、アミノ酸を1つずつ検出することができない。質量分析計から得られるスペクトルのパターンを、理論上のタンパク質配列から推定されるスペクトルのパターンと一致させることで、配列を推定する。したがって、質量分析ベースのプロテオミクスデータでは、参照タンパク質配列データベースを利用し、データベース内のペプチド配列と取得されたスペクトルを照合する必要がある。このデータベース配列がヒトリファレンスゲノムを元にした正常なタンパク質配列の場合、癌組織の変異を持つ遺伝子由来のタンパク質配列は同定できなくなる。この制限を回避するには、遺伝子変異が含まれている個々の癌患者サンプルのゲノム情報を元にしたタンパク質配列を参照データベースとして構築する必要がある。
研究計画に基づいて、（3）プロテオゲノミクスデータ可視化用のデータベースウェブサイトの構築を進めており、（4）癌の種類に合わせ、変異・ゲノム情報・タンパク質質量分析データを持つCPTACなどの大規模がんゲノムデータを活用することで、プロテオゲノミクス視点に基づくがん変異が引き起こすタンパク質配列をリファレンスデータベースに反映することができた。
プロテオゲノミクス解析への汎用性を上げるため、6フレーム配列や変異タンパク質配列の予測技術に基づいて、ゲノムレベルの変異VCF(Variant Call Format)データ及びバリアント認識によく使われるANNOVARやSnpEffで得られる遺伝子変異リストから、様々な研究対象における変異タンパク質配列の作成を 実現し、プロテオゲノミクスの予測検証に広く応用できる。癌変異が反映されるプロテオミクス質量解析の検証結果の精度向上が期待できる。
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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
プロテオゲノミクスデータ可視化用のデータベースウェブサイトの構築は予想以上に進み、基本な計算機能が完成した。米国のNCBI Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium（CPTAC）から、変異やゲノム情報を同時に持つプロテオームレベルの質量分析データを取得した。しかし、計算量や計算環境の制約により、計算時間が予想以上にかかっている。この問題に対処するため、GoogleやAmazonのクラウドサービスの利用を検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）複数の公開ゲノムデータベース・ヒト癌種類以外に複数の生物種・ゲノムバージョン・シグナルパスウェイ等あらゆる組み合わせの質量分析精度検証を行う。
（２）ゲノム変異として起きているタンパク質配列の変化は翻訳後修飾異常やタンパク質調節異常などの問題が原因であり、疾患と標的治療に深く関係する。ゲノム変異により得られる変異タンパク質配列では、本来生じるはずのないリ ン酸化が起きる可能性や、逆に、本来は生じるはずのリン酸化部位が変異により消失する、という現象が観察される。
本研究では変異タンパク質配列を予測する 上で、ゲノム変異がどのレベルでポストゲノムの内容や翻訳後のタンパク質間の相互作用に影響するのかを可視化するための手法も手掛ける。リン酸化など翻訳後修飾(PTM)や、シグナル伝達パスウェイか代謝ネットワークなどの生化学反応マップに、プロテオゲノムレベルの予測根拠を提供す る。
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| Causes of Carryover |
国際学会で研究業績を発表する予定である
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[Journal Article] NKp44-based chimeric antigen receptor effectively redirects primary T cells against synovial sarcoma2023
Author(s)
Yudai Murayama, Yasushi Kasahara, Nobuhiro Kubo, Chansu Shin, Masaru Imamura, Naoki Oike, Takashi Ariizumi, Akihiko Saitoh, Minori Baba, Tomohiro Miyazaki, Yuko Suzuki, Yiwei Ling, Shujiro Okuda, Keichiro Mihara, Akira Ogose, Hiroyuki Kawashima, Chihaya Imai
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Journal Title
Transl Oncol
Volume: ahead
Pages: 1-1
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Escherichia coli-derived outer-membrane vesicles induce immune activation and progression of cirrhosis in mice and humans2023
Author(s)
Kazuki Natsui, Atsunori Tsuchiya, Risa Imamiya, Mayuko Osada, Yui Ishii, Yohei Koseki, Nobutaka Takeda, Kei Tomiyoshi, Fusako Yamazaki, Yuki Yoshida, Riuko Ohashi, Yiwei Ling, Koji Ueda, Nobuko Moritoki, Kazuhiro Sato, Takahiro Nakajima, Yoshinori Hasegawa, Shujiro Okuda, Shinsuke Shibata, Shuji Terai
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Journal Title
Liver Int
Volume: 43(5)
Pages: 1126-1140
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Loss of Atg2b and Gskip Impairs the Maintenance of the Hematopoietic Stem Cell Pool Size2022
Author(s)
Shun-Suke Sakai, Atsushi Hasegawa, Ryosuke Ishimura, Naoki Tamura, Shun Kageyama, Satoko Komatsu-Hirota, Manabu Abe, Yiwei Ling, Shujiro Okuda, Manabu Funayama, Mika Kikkawa, Yoshiki Miura, Kenji Sakimura, Ichiei Narita, Satoshi Waguri, Ritsuko Shimizu, Masaaki Komatsu
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Journal Title
Mol Cell Biol
Volume: 20;42(1)
Pages: 1-17
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Putrescine Production by Latilactobacillus curvatus KP 3-4 Isolated from Fermented Foods2022
Author(s)
Rika Hirano, Aiko Kume, Chisato Nishiyama, Ryosuke Honda, Hideto Shirasawa, Yiwei Ling, Yuta Sugiyama, Misaki Nara, Hiromi Shimokawa, Hiroki Kawada, Takashi Koyanagi, Hisashi Ashida, Shujiro Okuda, Mitsuharu Matsumoto, Hiroki Takagi, Shin Kurihara
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Journal Title
Microorganisms
Volume: 24;10(4)
Pages: 697-710
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Gene panel testing detects important genetic alterations in ulcerative colitis-associated colorectal neoplasia2022
Author(s)
Yoshifumi Shimada, Mae Nakano, Ken-Ichi Mizuno, Junji Yokoyama, Akio Matsumoto, Kana Tanaka, Hidehito Oyanagi, Masato Nakano, Yuki Hirose, Hiroshi Ichikawa, Jun Sakata, Hitoshi Kameyama, Yasumasa Takii, Mika Sugai, Yiwei Ling, Shiho Takeuchi, Shujiro Okuda, Shuji Terai, Yoichi Ajioka, Toshifumi Wakai
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Journal Title
Oncology Letters
Volume: 25;24(6)
Pages: 442-252
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Unveiling microbiome profiles in human inner body fluids and tumor tissues with pancreatic or biliary tract cancer2022
Author(s)
Shujiro Okuda, Yuki Hirose, Hayato Takihara, Akiko Okuda, Yiwei Ling, Yosuke Tajima, Yoshifumi Shimada, Hiroshi Ichikawa, Kazuyasu Takizawa, Jun Sakata, Toshifumi Wakai
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 24;12(1)
Pages: 8766-8774
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Copy number alteration is an independent prognostic biomarker in triple-negative breast cancer patients2022
Author(s)
M Nagahashi, C Toshikawa, Y Ling, T Hayashida, Y Kitagawa, M Futamura, K Yoshida, T Kuwayama, S Nakamura, H Yamauchi, T Yamauchi, K Kaneko, C Kanbayashi, N Sato, J Tsuchida, M Nakajima, Y Shimada, H Ichikawa, S Lyle, Y Miyoshi, K Takabe, S Okuda, T Wakai
Organizer
San Antonio Breast Cancer Symposium 2022
Int'l Joint Research
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