LC/MS/MSを用いた次世代メタボロミクス研究のための基盤技術開発

• 研究課題/領域番号: 15K01812
• 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: 生物分子化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 津川 裕司 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (30647235)
• 研究協力者: 有田 正規 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (10356389) ; 斉藤 和季 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, グループディレクター (00146705) ; 中林 亮 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (30586160) ; 有田 誠 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (80292952) ; 池田 和貴 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 副チームリーダー (10466732) ; フィーン オリバー カリフォルニア大学デイビス校, West Coast Metabolomics Center, 教授 ; レイ ジジュアン カリフォルニア大学デイビス校, West Coast Metabolomics Center, 学生 ; キント トビアス カリフォルニア大学デイビス校, West Coast Metabolomics Center, Assistant Project Scientist ; チャイカ トーマス カリフォルニア大学デイビス校, West Coast Metabolomics Center, Associate Specialist ; ウォールゲムート ゲルツ カリフォルニア大学デイビス校, West Coast Metabolomics Center, リードプログラマー ; メータ サジャン カリフォルニア大学デイビス校, West Coast Metabolomics Center, プログラマー ; ミュラー マシュー カリフォルニア大学デイビス校, West Coast Metabolomics Center, プログラマー
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 質量分析 / インフォマティクス / 化合物同定 / ケムインフォマティクス / バイオインフォマティクス / 質量分析インフォマティクス / メタボロミクス / エピメタボライト / ノンターゲット解析 / メタボローム解析 / リピドミクス / LC-MS/MS

研究成果の概要

近年，遺伝子・タンパク質から生成される代謝産物（メタボローム）が生体の恒常性維持に深く関わっていることを強く示唆する報告が相次いでおり，質量分析を用いたノンターゲットメタボローム解析の重要性が高まってきた．しかしながら，質量分析より得られる複雑なビッグデータを解析するための手法，および得られる質量スペクトル情報を紐解き化合物構造を推定する手法が開発されてこなかったため，得られる代謝物情報が極端に少ない（数十種類）という問題があった．本研究により開発されたデータ解析ソフトウェアにより円滑な解析を可能にしただけでなく，１０００種類を超える化合物種の一斉解析が可能となった．

研究成果

• [国際共同研究] カリフォルニア大学デイビス校/Oliver Fiehn研究室(米国)
• [雑誌論文] Advances in computational metabolomics and databases deepen the understanding of metabolisms (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Tsugawa
  • 雑誌名: Current Opinion in Biotechnology 巻: 54 ページ: 10-17
  • DOI: 10.1016/j.copbio.2018.01.008
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Identifying metabolites by integrating metabolome databases with mass spectrometry cheminformatics (2017)
  • 著者名/発表者名: Lai Z, Tsugawa H, Wohlgemuth G, Mehta S, Mueller M, Zheng Y, Ogiwara A, Meissen J, Showalter M, Takeuchi K, Kind T, Beal P, Arita M, Fiehn O
  • 雑誌名: Nature Methods 巻: 15 号: 1 ページ: 53-56
  • DOI: 10.1038/nmeth.4512
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The importance of bioinformatics for connecting data-driven lipidomics and biological insights. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsugawa H, Ikeda K, Arita M.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 巻: 1862 号: 8 ページ: 762-765
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2017.05.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comprehensive identification of sphingolipid species by in silico retention time and tandem mass spectral library. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsugawa H, Ikeda K, Tanaka W, Senoo Y, Arita M, Arita M.
  • 雑誌名: J Cheminform 巻: 9 号: 1 ページ: 19-19
  • DOI: 10.1186/s13321-017-0205-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Integrated strategy for unknown EI-MS identification using quality control calibration curve, multivariate analysis, EI-MS spectral database, and retention index prediction. (2017)
  • 著者名/発表者名: Teruko Matsuo, Hiroshi Tsugawa, Hiromi Miyagawa, Eiichiro Fukusaki
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 2017 号: 12 ページ: 6766-6773
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.7b01010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Rearrangement Rules: Computational MS/MS Fragmentation and Structure Elucidation Using MS-FINDER Software (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsugawa H, Kind T, Nakabayashi R, Yukihira D, Tanaka W, Cajka T, Saito K, Fiehn O, Arita M
  • 雑誌名: Anal Chem 巻: 88 号: 16 ページ: 7946-7958
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.6b00770
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] MS-DIAL: data-independent MS/MS deconvolution for comprehensive metabolome analysis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Tsugawa, Tomas Cajka, Tobias Kind, Yan Ma, Brendan Higgins, Kazutaka Ikeda, Mitsuhiro Kanazawa, Jean VanderGheynst, Oliver Fiehn, Masanori Arita
  • 雑誌名: Nature Methods 巻: 12 号: 6 ページ: 523-526
  • DOI: 10.1038/nmeth.3393
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [備考] Computational metabolomics
  • URL: http://prime.psc.riken.jp/Metabolomics_Software/