2014 Fiscal Year Research-status Report
ディファレンシャルネットワークによる作物有用形質に関与する遺伝子機能予測法の開発
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26850024
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
福島 敦史 独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (80415281)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バイオインフォマティクス / 遺伝子発現調節ネットワーク / 遺伝子共発現 / ディファレンシャル共発現 / ネットワーク推定 / トマト / 統合データベース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物が有する代謝経路に関わる遺伝子発現調節ネットワークの理解は、作物収量の増大や有用物質生産能力の向上のために役立つ。本研究課題は「ディファレンシャル共発現法」 (2つの実験条件下における遺伝子共発現パターンの違いを統計的に検出する手法) を基礎にしてin silicoな遺伝子発現調節ネットワーク推定法の開発を行う。
実用作物トマトに焦点をあて、共発現ネットワークの接続形態に基づいた遺伝子の重要性づけと有用形質に資する遺伝子の機能予測を行うために、利用可能なマイクロアレイ/RNA-seqの生データ収集および分類を行った。本格的な解析に入る前にRNA-seqデータについては、前処理されたデータ (RPKM値) を用いて予備的に共発現解析を試みた。結果として、時間はかかるが、自身で発現値推定を行うのが今後の開発に向けて自由度が高いことが示唆された。
また、情報解析基盤整備の一環として、申請者が開発したRソフトウェアパッケージDiffCorr (Fukushima Gene, 2013) のスクリプトを改良・ドキュメントを充実させた。その最新バージョンをCRAN (The Comprehensive R Archive Network) よりダウンロード可能とした (http://cran.r-project.org/web/packages/DiffCorr/)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ネットワーク推定方法と正規化手法のありうる組み合わせを試し、統合することを今年度の目標とした。トマト・イネ等のマイクロアレイデータを中心として、共発現とディファレンシャル共発現法を計算した。さらなるネットワーク推定を行うための手法として(A) 相関係数ベース (B) 情報理論ベースの計算アルゴリズムも利用する計画であったが、遺伝子ネットワーク推定に適した前処理方法の検討に時間を大幅に割くこととなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は引き続いて、データの分類と前処理の組み合わせを調査する。並行してディファレンシャル共発現とネットワーク統計量に基づく調節ネットワーク推定法の開発を進める。植物の遺伝子発現調節ネットワークの理解を進め、作物収量の増大や有用物質生産能力の向上に役立つin silicoな遺伝子発現調節ネットワーク推定法へと発展させる。
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[Journal Article] Lack of cytosolic glutamine synthetase1;2 in vascular tissues of axillary buds causes severe reduction in their outgrowth and disorder of metabolic balance in rice seedlings2015
Author(s)
Miwa Ohashi, Keiki Ishiyama, Miyako Kusano, Atsushi Fukushima, Soichi Kojima, Atsushi Hanada, Keiichi Kanno, Toshihiko Hayakawa, Yoshiya Seto, Junko Kyozuka, Shinjiro Yamaguchi, Tomoyuki Yamaya
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Journal Title
The Plant Journal
Volume: 81
Pages: 347-356
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Assessing metabolomic and chemical diversity of a soybean lineage representing 35 years of breeding2015
Author(s)
Miyako Kusano, Ivan Baxter, Atsushi Fukushima, Akira Oikawa, Yozo Okazaki, Ryo Nakabayashi, Denise J. Bouvrette, Frederic Achard, Andrew R. Jakubowski, Joan M. Ballam, Jonathan R. Phillips, Angela H. Culler, Kazuki Saito, George G. Harrigan
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Journal Title
Metabolomics
Volume: 11
Pages: 261-270
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Metabolomic Characterization of Knockout Mutants in Arabidopsis: Development of a Metabolite Profiling Database for Knockout Mutants in Arabidopsis2014
Author(s)
Atsushi Fukushima, Miyako Kusano, Ramon Francisco Mejia, Mami Iwasa, Makoto Kobayashi, Naomi Hayashi, Akiko Watanabe-Takahashi, Tomoko Narisawa, Takayuki Tohge, Manhoi Hur, Eve Syrkin Wurtele, Basil J. Nikolau, Kazuki Saito
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Journal Title
Plant Physiology
Volume: 165
Pages: 948-961
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Integrated analysis of transcriptome and metabolome of Arabidopsis albino or pale green mutants with disrupted nuclear-encoded chloroplast proteins2014
Author(s)
Masakazu Satou, Harumi Enoki, Akira Oikawa, Daisaku Ohta, Kazunori Saito, Takushi Hachiya, Hitoshi Sakakibara, Miyako Kusano, Atsushi Fukushima, Kazuki Saito, Masatomo Kobayashi, Noriko Nagata, Fumiyoshi Myouga, Kazuo Shinozaki, Reiko Motohashi
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Journal Title
Plant Molecular Biology
Volume: 85
Pages: 411-428
DOI
Peer Reviewed
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