マイクロRNA機能推定に向けたネットワーク解析手法の開発

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24680032
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 瀬々 潤 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (40361539)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: バイオインフォマティクス / miRNA / ネットワーク / データマイニング

Research Abstract

短鎖RNA(miRNA)は,タンパク質へと翻訳されない短いRNAであり,他のRNAと相補鎖を形成することで,対象の機能を阻害する.今までのmiRNA研究は機能するmiRNA配列の発見が中心であったが,未だに明確な機能はほとんど分かっていない.近年,次世代シーケンサを利用し,ゲノムワイドにmiRNAが制御する遺伝子を観測する事が可能となった.本研究ではこの情報を利用することでmiRNAの機能を予測する手法を開発する.本目標に向け,特にmiRNA-遺伝子の制御関係ネットワークと,パスウエイ情報という異種ネットワークを組み合わせて解析する手法を構築する事が目標である.この目標を達成するため,平成24年度はアルゴリズムの開発・調査,及び,データの収集と予備実験を行った.アルゴリズムの開発では,提案者らの開発したアルゴリズムCOIN[CIKM2010]を利用し,高速シーケンサを用いてmiRNAターゲット探索を行うHITS-CHPの実験結果とたんぱく質相互作用ネットワークの情報を組合せて解析を行った.その結果,異なる2つのmiRNAがインシュリンや細胞周期制御に関連したネットワークを同時に制御している事が示唆される結果を得た.また,ターゲットのネットワークの形状と既に知られている遺伝子機能を調べることで,miRNAが制御する対象に,miRNAがターゲット遺伝子に結合する際に必要となるDICER1が含まれているため,対象のmiRNAの働きが強くなると,対象の遺伝子活性が落ちると同時に,miRNAの活動に必要な因子も弱まり,miRNAの活動も弱くなるというフィードバックが働いている事も示唆する結果が得られている.

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成24年度に想定していた,新型シーケンサから得られたデータの収集,我々が開発しているアルゴリズムのそのデータへの適用が終了し,生物学的に有意義と考えられるネットワークを抽出することができている.このため,概ね順調に進行していると考えられる.

Strategy for Future Research Activity

既に開発したアルゴリズムが,解析に有用であることが示せている.現在の方針に則り,アルゴリズムの改良,データ収集を進め,研究を進めていく.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

新型シーケンサのデータの増加量は多い一方で,ハードディスクの値段が叢書予想以上に下がらず,必要な量を入手できない可能性があったため,来年度予算と合算して購入する.