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蛋白質立体構造を用いたゲノム塩基配列変化の機能解析のための情報科学的基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K06194
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43060:システムゲノム科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

城田 松之  東北大学, 医学系研究科, 講師 (00549462)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードタンパク質立体構造 / ゲノムバリアント / データベース / 機能欠失変異 / 蛋白質構造 / ゲノム配列変化 / 蛋白質機能 / 非同義置換 / 機能解析 / 蛋白質立体構造 / ゲノム / 塩基配列変化
研究成果の概要

本研究ではProtein Data Bankのタンパク質立体構造を用いて、タンパク質の疎水性相互作用や立体障害、タンパク質間相互作用、ジスルフィド結合や水素結合、DNAやRNA、イオン、低分子リガンドとの相互作用などの多様な評価指標を用いて、ヒトゲノムの多数の非同義バリアントの中からタンパク質機能に影響を与えるものをゲノムワイドに評価するための情報科学的基盤を構築した。これを用いて既知のバリアントについて評価を行い、またユーザが持つバリアントについてアノテーションを行うウェブシステムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトが持つゲノム配列の違いは、個人の体質や病気へのかかりやすさの違いに関係していることが知られているが、どのような配列がどのような特徴に関係しているかはよくわかっていない。この研究ではゲノム配列がコードするタンパク質の立体構造に注目し、原子レベルの相互作用をよく解析することで、タンパク質の機能を大きく変えるようなゲノム配列変化を調べることを可能にした。この研究によってゲノム配列の違いによって病気になりやすくなる分子レベルのメカニズムの解明につながることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Comprehensive and Up-to-date Annotation of Nonsynonymous Single Nucleotide Variants of Human Genome with Protein Structure Information2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuyuki Shirota
    • 学会等名
      第20回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Analysis on nonsynonymous variations with possible structural and functional impact on loss-of-function intolerant proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuyuki Shirota
    • 学会等名
      ISMB 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a genome annotation system based on protein three-dimensional structures2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuyuki Shirota
    • 学会等名
      ISMB2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛋白質立体構造と機能に影響しうるゲノムバリアントの選択と解析2018

    • 著者名/発表者名
      城田松之
    • 学会等名
      日本生物物理学会第56回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of genome variant annotation system with protein 3D structures and applications to variants in Japanese population2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuyuki Shirota
    • 学会等名
      第 7 回生命医薬情報学連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛋白質立体構造を用いたゲノムバリアントのアノテーション法の開発と日本人集団バリアントへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      城田松之
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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