機能未知スプライシングアイソフォームの機能部位予測法の開発

• 研究課題/領域番号: 15K00411
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生命・健康・医療情報学
• 研究機関: 長浜バイオ大学
• 研究代表者: 塩生 真史 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (30345847)
• 研究分担者: 土方 敦司 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, プロジェクト特任講師 (80415273)
• 研究協力者: TEERASETMANAKUL Pramote ; 中田 圭祐
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 選択的スプライシング / 機能未知タンパク質 / 機能部位予測 / 低分子化合物 / SNV / データベース / 機械学習

研究成果の概要

現在、選択的スプライシングにより作られるスプライシングアイソフォームの配列情報が多数知られている。しかし、その多くは機能が不明であり、そもそも機能性があるかどうかが議論になっている。そこで、スプライシングアイソフォームが機能を持つかどうかを推定する方法を開発したところ、これまでに議論されているよりも多くのもので機能を持つことが示された。また、機能があると推定されるものについてその機能部位を推定する方法の開発を行った。その結果、開発した低分子結合部位予測法は以前のものよりも大幅に精度が向上していた。さらに、既存法に比べて良い精度で結合する低分子を判定できる手法を開発することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Ridaifen-F conjugated with cell-penetrating peptides inhibits intracellular proteasome activities and induces drug-resistant cell death. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M., Zhu, Y., Shionyu, M., Ota, N., Shibata, N., Watanabe, C., Mizusawa, A., Sasaki, R., Mizukami, T., Shiina, I., Hasegawa, M.
  • 雑誌名: European Journal of Medicinal Chemistry 巻: 146 ページ: 636-650
  • DOI: 10.1016/j.ejmech.2018.01.045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures of jacalin‐related lectin PPL3 regulating pearl shell biomineralization (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakae S, Shionyu M, Ogawa T, Shirai T
  • 雑誌名: Proteins 巻: 86 号: 6 ページ: 644-653
  • DOI: 10.1002/prot.25491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decoding disease-causing mechanisms of missense mutations from supramolecular structures (2017)
  • 著者名/発表者名: Hijikata A, Tsuji T, Shionyu M, Shirai T
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 8541-8541
  • DOI: 10.1038/s41598-017-08902-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular Mechanism and Structural Basis of Gain of Function of STAT1 Caused by Pathogenic R274Q Mutation (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiki R, Hijikata A, Shirai T, Okada S, Kobayashi M, Ohara O
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 292 号: 15 ページ: 6240-6254
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.753848
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The role of the Prod1 membrane anchor in newt limb regeneration (2017)
  • 著者名/発表者名: Nomura, K., Tanimoto, Y., Hayashi, F., Harada, E., Shan, X.-Y., Shionyu, M., Hijikata, A., Shirai, T., Morigaki, K., Shimamoto, K.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 56 号: 1 ページ: 270-274
  • DOI: 10.1002/anie.201609703
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of a High-Frequency Somatic NLRC4 Mutation as a Cause of Autoinflammation by Pluripotent Cell-Based Phenotype Dissection. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki Y, Oda H, Ito J, Niwa A, Tanaka T, Hijikata A, Seki R, Nagahashi A, Osawa M, Asaka I, Watanabe A, Nishimata S, Shirai T, Kawashima H, Ohara O, Nakahata T, Nishikomori R, Heike T, Saito MK.
  • 雑誌名: Arthritis Rheumatol. 巻: 69 号: 2 ページ: 447-459
  • DOI: 10.1002/art.39960
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms of insulin resistance in 2 cases of primary insulin receptor defect-associated diseases. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsuji-Hosokawa, A., Takasawa, K., Nomura, R., Miyakawa, Y., Numakura, C., Hijikata, A., Shirai, T., Ogawa, Y., Kashimada, K. & Morio, T.
  • 雑誌名: Pediatr Diabetes 巻: Feb 9 号: 8 ページ: 917-924
  • DOI: 10.1111/pedi.12508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel AVPR2 mutation causing partial nephrogenic diabetes insipidus in a Japanese family (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita S, Hata A, Usui T, Oda H, Hijikata A, Shirai T, Kaneko N, Hata D
  • 雑誌名: J. Pediatr. Endocrinol. Metab. 巻: 5 号: 5 ページ: 591-596
  • DOI: 10.1515/jpem-2015-0323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Classification of ligand molecules in PDB with graph match-based structural superposition. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shionyu-Mitsuyama, C., Hijikata, A., Tsuji, T. & Shirai, T.
  • 雑誌名: J Struct Funct Genomics. 巻: 17 号: 4 ページ: 135-146
  • DOI: 10.1007/s10969-016-9209-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and functional analyses of Barth syndrome-causing mutations and alternative splicing in the tafazzin acyltransferase domain. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hijikata A., Yura K., Ohara O., Go M.
  • 雑誌名: Meta Gene 巻: 4 ページ: 92-106
  • DOI: 10.1016/j.mgene.2015.04.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] タンパク質超分子複合体構造から読み解くミスセンス変異と疾患表現型との関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 土方敦司、辻敏之、塩生真史、白井剛
  • 学会等名: 第5回NGS現場の会
  • 招待講演
• [学会発表] 選択的スプライシングにより作られるタンパク質の機械学習による機能性予測 (2017)
  • 著者名/発表者名: Pramote Teerasetmanakul、塩生真史
  • 学会等名: 第17回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] 超分子複合体から読み解くミスセンス変異と疾患表現型の関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 土方敦司、辻敏之、塩生真史、白井剛
  • 学会等名: 第17回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] Estimating functionality of expression-unconfirmed splicing isoforms at the protein level (2017)
  • 著者名/発表者名: 塩生真史、Pramote Teerasetmanakul
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会年会
• [学会発表] Towards predicting functional consequences of genetic variants in humans through supramolecular complex structures (2017)
  • 著者名/発表者名: 土方敦司、辻敏之、塩生真史、白井剛
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会年会
• [学会発表] Decoding disease-causing mechanisms of missense mutations from supramolecular structures (2017)
  • 著者名/発表者名: 土方敦司、辻敏之、塩生真史、白井剛
  • 学会等名: 第6回生命医薬情報連合大会(IIBMP2017)
• [学会発表] Het-PDB Navi2: タンパク質 _ 低分子複合体構造から得られる相互作用部位のデータベース (2017)
  • 著者名/発表者名: 塩生真史、郷 通子
  • 学会等名: トーゴーの日2017
• [学会発表] Mutation@A Glance: ヒト遺伝子バリアント統合可視化ツール (2017)
  • 著者名/発表者名: 土方敦司、白井剛
  • 学会等名: トーゴーの日2017
• [学会発表] Mutation@A Glance: ヒトにおける意義不明バリアントの解明を目指した統合解析ツール (2017)
  • 著者名/発表者名: 土方敦司、白井剛
  • 学会等名: 2017年度生命科学系合同年次大会(ConBio2017)
• [学会発表] アミノ酸残基相互作用ベクトルマッチに基づくタンパク質―低分子ドッキング法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 土方敦司, 塩生真史, 白井 剛
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡市博多区）
• [学会発表] A new approach for protein-ligand binding predictions based on matching of vector-represented amino acid residues (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hijikata, Masafumi Shionyu, Tsuyoshi Shirai
  • 学会等名: 第５回生命医薬情報学連合大会
  • 発表場所: 東京国際交流館プラザ平成（東京都江東区）
• [学会発表] ベクトル表現化したアミノ酸残基のマッチングによるタンパク質-リガンド結合予測 (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hijikata, Masafumi Shionyu, Tsuyoshi Shirai
  • 学会等名: 第54回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
• [学会発表] Evaluation of functionality of uncharacterized splicing isoforms using machine learning techniques (2016)
  • 著者名/発表者名: Pramote Teerasetmanakul, Masafumi Shionyu
  • 学会等名: 第54回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
• [学会発表] タンパク質の高次構造から読み解く遺伝性疾患多様性メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 土方敦司, 辻 敏之, 塩生真史, 白井 剛
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
• [学会発表] 機械学習に基づく機能未知スプライシングアイソフォームの機能性推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: Pramote Teerasetmanakul, 塩生真史
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
• [学会発表] Het-PDB Navi2: タンパク質立体構造中に含まれる低分子化合物のデータベース (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩生真史
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
• [学会発表] TafazzinトランスアシラーゼドメインにおけるBarth症候群関連変異と選択的スプライシングの構造および機能に関する影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土方敦司、由良敬、小原收、郷通子
  • 学会等名: 第３８回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-04
• [学会発表] Function prediction of uncharacterized splicing isoforms (2015)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Shionyu
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス（石川県・金沢市）
  • 年月日: 2015-09-14
• [備考] AS-ALPS
  • URL: http://as-alps.nagahama-i-bio.ac.jp/
• [備考] Het-PDB Navi2
  • URL: http://hetpdbnavi.nagahama-i-bio.ac.jp/
• [備考] Mutation@A Glance
  • URL: http://mutaion.nagahama-i-bio.ac.jp/
• [備考] Mutation@A Glance
  • URL: http://harrier.nagahama-i-bio.ac.jp/mutation/
• [備考] Mutation@A glance
  • URL: http://harrier.nagahama-i-bio.ac.jp/mutation/