スパースモデリングによる大規模ゲノムコホート解析

• Project Area: Initiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling
• Project/Area Number: 16H01528
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 田宮 元 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 教授 (10317745)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: ゲノム / 遺伝学 / 統計数学

Outline of Annual Research Achievements

平成28年度に完成した遺伝子×遺伝子ならびに遺伝子×環境相互作用のための高次元変数選択法ソフトウェアを、実際のゲノムコホートデータをテストデータとして適用して、この手法の妥当性を検証し、適宜修正を行ってきた。具体的には、前向きゲノムコホートで取得された健康診断データを応答変数として横断的解析を行い、次に、疾患二値データや前向きデータへの適用を順次試みた。
手順の詳細は以下のとおり。
１）環境暴露データの取り込み。宮城県住民を対象とした東北メディカル・メガバンク機構の前向きゲノムコホートで取得されていた環境暴露データについて、各変数のコーディングを行った。２）ゲノムワイドSNPジェノタイプデータの取り込み。この前向きゲノムコホートで取得されていた100万程度のSNPsのジェノタイプデータを取り込んだ。特に、SNPのクラスタリングエラーが相互作用検索時に深刻な偽陽性を生むことが知られているので、各SNPのクラスタリングに関するQCデータを利用し、低いクオリティのデータを事前に排除出来る工夫を行った。３）相互作用解析の実行。上記のデータをテストデータとして高次元変数選択法ソフトウェアにかけ、横断的な健康診断データを応答変数にして遺伝子×遺伝子ならびに遺伝子×環境相互作用の検索を実施した。これによって検出された相互作用候補を、機能的情報などから詳細にアノテーションを行い、データベース化した上で、追試研究に提供した。４）疾患二値データ（罹患・非罹患）の利用。上記集団において前向きに取得された疾患データや健康診断データを利用し、これらの応答変数に対して効果を持つ相互作用を検索し、上記の手順を繰り返すことによって、疾患感受性に寄与する相互作用候補をリストアップした。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Evaluation of reported pathogenic variants and their frequencies in a Japanese population based on a whole-genome reference panel of 2,049 individuals (2018)
  • Author(s): Y Yamaguchi-Kabata, J Yasuda, O Tanabe, Y Suzuki, H Kawame, N Fuse, M Nagasaki, Y Kawai, K Kojima, F Katsuoka, S Saito, I Danjoh, I Motoike, R Yamashita, S Koshiba, D Saigusa, G Tamiya, S Kure, N Yaegashi, Y Kawaguchi, F Nagami, S Kuriyama, J Sugawara, N Minegishi, A Hozawa, T Takai-Igarashi, K Kinoshita, M Yamamoto.
  • Journal Title: Journal of Human Genetics. Volume: 63 Issue: 2 Pages: 213-230
  • DOI: 10.1038/s10038-017-0347-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-wide meta-analysis in Japanese populations identifies novel variants at the TMC6-TMC8 and SIX3-SIX2 loci associated with HbA1c. (2017)
  • Author(s): Hachiya T, Komaki S, Hasegawa Y, Ohmomo H, Tanno K, Hozawa A, Tamiya G, Yamamoto M, Ogasawara K, Nakamura M, Hitomi J, Ishigaki Y, Sasaki M, Shimizu A.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 7 Issue: 1 Pages: 16147-16147
  • DOI: 10.1038/s41598-017-16493-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Security controls in an integrated Biobank to protect privacy in data sharing: rationale and study design (2017)
  • Author(s): Takai-Igarashi T, Kinoshita K, Nagasaki M, Ogishima S, Nakamura N, Nagase S, Nagaie S, Saito T, Nagami F, Minegishi N, Suzuki Y, Suzuki K, Hashizume H, Kuriyama S, Hozawa A, Yaegashi N, Kure S, Tamiya G, Kawaguchi Y, Tanaka H, Yamamoto M
  • Journal Title: BMC Med Inform Decis Mak Volume: 17 Issue: 1 Pages: 100-100
  • DOI: 10.1186/s12911-017-0494-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Detecting genetic association through shortest paths in a bidirected graph (2017)
  • Author(s): Ueki M, Kawasaki Y, Tamiya G
  • Journal Title: Genetic Epidemiology Volume: 未定 Issue: 6 Pages: 481-497
  • DOI: 10.1002/gepi.22051
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] AI創薬に向けた複雑な疾患の遺伝統計学モデル (2017)
  • Author(s): 高山 順, 田宮 元
  • Journal Title: CICSJ Bulletin Volume: 35 Issue: 2 Pages: 158
  • DOI: 10.11546/cicsj.35.158
  • NAID: 130005866034
  • ISSN: 0913-3747, 1347-2283
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Detecting genetic association through shortest paths in a bi-directed graph. (2017)
  • Author(s): Ueki M, Kawasaki Y, Tamiya G.
  • Journal Title: Genet Epidemiol. Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Tohoku Medical Megabank Project: Design and Mission (2016)
  • Author(s): Kuriyama S, Yaegashi N, et al. (Tamiya G; 11th in 58 authors)
  • Journal Title: Journal of Epidemiology Volume: 26 Issue: 9 Pages: 493-511
  • DOI: 10.2188/jea.JE20150268
  • NAID: 130005409018
  • ISSN: 0917-5040, 1349-9092
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Smooth-threshold multivariate genetic prediction with unbiased model selection (2016)
  • Author(s): Ueki M, Tamiya G
  • Journal Title: Genetic Epidemiology Volume: 40 Issue: 3 Pages: 233-243
  • DOI: 10.1002/gepi.21958
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ゲノムコホー卜のビッグデータ解析 (2016)
  • Author(s): 田宮元
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 259 Pages: 745-748
• [Presentation] Detecting genetic association through shortest paths in a bidirected graph. (2018)
  • Author(s): M. Ueki, Y. Kawasaki, G. Tamiya
  • Organizer: International Workshop at Waseda University 2018 (IWAWU2018)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 双方向グラフ上の最短経路を利用した遺伝関連解析 (2018)
  • Author(s): 植木優夫、川崎能典、田宮 元
  • Organizer: 科研費研究集会・「生命・自然科学における複雑現象解明のための統計的アプローチ」
• [Presentation] ゲノムコホートの遺伝統計学 (2017)
  • Author(s): 田宮元
  • Organizer: 科研費（基盤S）シンポジウム ＆ 統数研生物統計ネットワークシンポジウム（第8回）
  • Place of Presentation: アクロス福岡（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-27
  • Invited
• [Presentation] スパースモデリングによる大規模ゲノムコホート解析 (2017)
  • Author(s): 植木優夫、田宮 元
  • Organizer: 科学研究費補助金新学術領域研究「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」最終成果報告会
• [Presentation] 東北メディカル・メガバンク機構の大規模ゲノムデータの紹介 (2017)
  • Author(s): 田宮 元
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • Invited
• [Presentation] Machine Learning / Artificial Intelligence Based Methods for Genomic Cohort Studies. (2017)
  • Author(s): Gen Tamiya
  • Organizer: 2nd Karolinska-Tohoku Joint Symposium on Medical Sciences
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ジャポニカアレイを用いた東北メディカル・メガバンク機構大規模ゲノムコホートの解析について (2017)
  • Author(s): 田宮 元
  • Organizer: 第2回ジャポニカアレイ研究会
  • Invited
• [Presentation] Genetic Epidemiological Studies of the ToMMo Genomic Cohorts. (2017)
  • Author(s): Gen Tamiya
  • Organizer: 第21回国際疫学会総会
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Detecting genetic association through shortest paths in a bidirected graph. (2017)
  • Author(s): M. Ueki, Y. Kawasaki, G. Tamiya
  • Organizer: IFCS2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 最短経路を利用した遺伝関連解析 (2017)
  • Author(s): 植木優夫、田宮 元
  • Organizer: 科学研究費補助金新学術領域研究「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」2017年度第1回公開シンポジウム
• [Presentation] ゲノム医療におけるリスク予測へ向けて (2017)
  • Author(s): 田宮 元
  • Organizer: NGS現場の会第五回研究会
  • Invited
• [Presentation] スパースモデリングによる大規模ゲノムコホート解析 (2016)
  • Author(s): 田宮元
  • Organizer: 「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」第四回領域会議
  • Place of Presentation: 東京大学武田ホール（東京都・文京区）
  • Year and Date: 2016-06-01
• [Presentation] Smooth-threshold multivariate genetic prediction with unbiased model selection. (2016)
  • Author(s): 植木優夫, 田宮元
  • Organizer: 2016年度公開シンポジウム. 新学術領域研究「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学（東京都・港区）
• [Presentation] 大規模ゲノムコホートの遺伝統計学 (2016)
  • Author(s): 田宮元
  • Organizer: 第5回生命医薬情報学連合大会（IIBMP 2016）
  • Place of Presentation: 東京国際交流館プラザ平成（東京都・江東区）
• [Remarks] リスク統計解析室
  • URL: http://www.genetix-h.com/~AMERI/
• [Remarks] リスク統計解析室
  • URL: http://www.genetix-h.com/~AMERI/index.html