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種内多数全ゲノム解析によるピロリ菌日本株のヒト胃への適応進化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12J00830
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 進化生物学
研究機関東京大学

研究代表者

矢原 耕史  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特別研究員(PD

研究期間 (年度) 2012 – 2014-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2013年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードゲノム / バイオインフォマティクス / 相同組み換え / ホットスポット / 集団ゲノミクス / 病原細菌 / 自然淘汰 / 進化 / 遺伝子フロー / 統計遺伝学 / ヘリコバクター・ピロリ菌
研究概要

まず、ピロリ菌の地理的な集団構造と、集団の垣根を越えた相同組み換えによる遺伝情報のフローを明らかにする研究を完成させた。新たにゲノムの解読された沖縄株を含め、トータルの解析対象の株数を昨年度の約3倍に増加させた上で、欧州で開発されたchromosome paintingとfineSTRUCTURE(当初はヒトゲノム解析のために開発された方法)を、世界で初めて細菌のゲノム解析に応用した。その結果、従来の研究では見出されてこなかった、より細かな集団構造が明らかになると同時に、集団の垣根を越えた遺伝情報のフローの定量的な理解が可能になった(Yahara et al. (2013), Molecular Biology and Evolution)。
次に、英国に長期滞在しながら、細菌ゲノムの中で、自然選択が作用し適応進化に寄与している可能性の高い相同組み換えのホット領域を、100を越える多数のゲノムの塩基配列データから推定する方法の開発に注力した。系統樹に依存せず、クローンの存在に頑健で、相同組み換えの相対強度を一塩基単位で推定可能にするために、予めゲノムを順序付で並び替えた上でchromosome paintingを実行し、ゲノム平均に対する各サイトのコピー確率行列の乖離度を足し込む、というアイディアに基づいて、その開発に成功した。シミュレーションによる性能評価を行った上で、現実のゲノムデータに適用してその有効性を示し、オープンソースのプログラムorderedPainting (https://github.com/bioprojects/orderedPainting)として実装・公開した(Yahara et al. in press, Molecular Biology and Evolution)。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Efficient inference of recombination hot regions in bacterial genomes2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, Xavier Didelot, M. Azim Ansari, Samuel K. Sheppard and Daniel Faluah
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: (印刷中) 号: 6 ページ: 1593-1605

    • DOI

      10.1093/molbev/msu082

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromosome painting in silico in a bacterial species reveals fine population structure2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, Ynshikazu Furuta, Kenshiro Oshima, Masaru Yoshida, Takeshi Azuma, Masahira Hattori, Ikuo Uchiyama, Ichizo Kobayashi
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 30(6) 号: 6 ページ: 1454-64

    • DOI

      10.1093/molbev/mst055

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chromosome painting in solico in a bacterial species reveals fine population structure2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, et al
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: (印刷中)(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Population genomic and epidemiological studies on microbes and genes2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara
    • 学会等名
      ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都)
    • 年月日
      2014-03-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chromosome painting in silica in a bacterial species reveals fine population structure2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, Yoshikazu Furuta, Kenshiro Oshima, Masaru Yoshida, Takeshi Azuma, Masahira Hattori, Ikuo Uchiyama, Ichizo Kobayashi
    • 学会等名
      Population Genetic Group 47
    • 発表場所
      Bath, UK
    • 年月日
      2014-01-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Chromosome painting in silico in a bacterial species reveals fine population structure2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, Yoahikazu Furuta, Kenshiro Oshima, Masaru Yoshida, Takeshi Azuma, Masahira Hattari, Ikuo Uchiyama, Ichizo Kobayashi
    • 学会等名
      ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Chromosome painting in silico in a bacterial species reveals fine population structure2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, Yoshikazu Furuta, Kanshiro Oshima, Masaru Yoshida, Takeshi Azuma, Masahira Hattori, Ikuo Uchiyarna, Ichizo Kobayashi
    • 学会等名
      17th International Workshop on Campylobacter, Helicobacter and Related Organisms
    • 発表場所
      Aberdeen, UK
    • 年月日
      2013-09-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 病原細菌の次世代ゲノムワイド関連解析2013

    • 著者名/発表者名
      矢原耕史, Guillaume Meric, XaviIer Didelot, Ana Vidal, Anne Ridley, Felicity Clifton-Hadley, Keith Jolley, Samuel Sheppard
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2013-09-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Pathogen survival on the pathway to infection : agenome-wide association study2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, Guillaume Meric, Xavier Didelot, Ana Vidal, AnneRidley, Felicity Clifton-Hadley, Keith Jolley, Samuel Sheppard
    • 学会等名
      Society for Molecular Biology and Evolution
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2013-07-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Pathogen survival on the pathway to infection : agenome-wide association study2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, Guillaume Meric, Xavier Didelot, Ana Vidal, Anne Ridley, Felicity Clifton-Hadley, Keith Jolley, Samuel Sheppard
    • 学会等名
      Applied Bioinformatics and Public Health Microbiology
    • 発表場所
      Cambridge, UK
    • 年月日
      2013-05-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Genome-wide survey of homologous recombination and diversifying selection in a highly sexual bacterial species2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, Mikihiko Kawai, Yoshikazu Furuta, Noriko Takahashi, Naofumi Handa, Takeshi Tsuru, Kenshiro Oshima, Masaru Yoshida, Takeshi Azuma, Masahira Hattori, Ikuo Uchiyama, Ichizo Kobayashi
    • 学会等名
      Computational Molecular Evolution
    • 発表場所
      Hinxton, UK
    • 年月日
      2013-05-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Pathogen survival on the pathway to infection : agenome-wide association study2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, Guillaume Meric, Xavier Didelot, Ana Vidal, Anne Ridley, Felicity Clifton-Hadley, Keith Jolley, Samuel Sheppard
    • 学会等名
      Computational Molecular Evolution
    • 発表場所
      Hinxton, UK
    • 年月日
      2013-05-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Genome-wide Survey of Homologous Recombination and Diversifying Selection in H. pylori, a Highly Sexual Bacterial Species2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, et al
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Epidemiology and Evolutionary Genetics of Infect ious Diseases
    • 発表場所
      Loyola University (New Orleans), USA
    • 年月日
      2012-10-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Genome-wide Survey of Homologous Recombination and Diversifying Selection in H. pylori, a Highly Sexual Bacterial Species2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, et al
    • 学会等名
      Infect ious Disease Genomics and Global Health
    • 発表場所
      The Ugnlntre (Cambridge)
    • 年月日
      2012-10-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 相同組換え率の分布と多様化選択:細菌でのゲノムワイド解析2012

    • 著者名/発表者名
      矢原耕史, 他
    • 学会等名
      日本遺伝学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2012-09-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 相同組み換えから見た種2012

    • 著者名/発表者名
      矢原耕史, 他
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2012-08-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Genome-wide survey of homologous recombination and diversifying selection in a highly sexual bacterial species2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Yahara, et al
    • 学会等名
      Society for Molecular Biology and Evolution 2012
    • 発表場所
      Convention Center Dublin, Ireland
    • 年月日
      2012-06-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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