2016 Fiscal Year Annual Research Report
A population genetics analysis of RNA secondary structures
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25870190
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
木立 尚孝 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (80415778)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | RNA / バイオインフォマティクス / RNA二次構造 / 進化 / RNA進化 / 構造進化 / RNA構造進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、RNA の二次構造配列解析と、集団遺伝学の合祖理論を融合させた RNA 進化シミュレーション法を開発することが主目的であった。期間内の研究においては、初期の目的のRNA進化シミュレーション法の開発を達成することはできなかった。しかし、その代わりに初期の構想以上の価値をもつ２つの成果を出すことができた。
一つ目は、RNA結合タンパク質（RBP)結合領域周辺の二次構造的な特徴を計算するCapRアルゴリズムの開発及び実装である。一般にRBPは、DNAに結合する転写因子などと違い、一次配列的な特徴が弱いことが多いが、これは、RBPが、結合領域周辺の二次構造などの特徴も認識することで結合特異性を高めているからだと考えられている。我々は、RNA二次構造アルゴリズムを用いて、RNA配列の各位置がどのような二次構造的文脈にあるかを計算する手法を開発・実装した。これをCLIP-seqデータから得られるRBP結合領域に適用し、各RBPがもつ二次構造的特異性を計算することに成功した。
二つ目は、長大なRNAの二次構造的性質をアルゴリズムの開発及び実装である。従来の二次構造計算アルゴリズムは、主にｔRNA等の短い構造RNAの二次構造計算を想定しており、mRNA、長鎖非コードRNAなど長い配列の二次構造を計算しようとすると計算時間の面などで困難があった。我々は、クラスタマシンで並列に計算するアルゴリズムを開発・実装し、長いRNAの二次構造計算を初めて可能にした。またこれを用いて、ヒトゲノムのイントロン領域に働く強い二次構造的な拘束を検出することができた。
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