微生物ゲノム比較基盤の確立に向けたゲノムコア構造解析法の開発

• 研究課題/領域番号: 20310125
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ゲノム情報科学
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 内山 郁夫 基礎生物学研究所, ゲノム情報研究室, 助教 (90243089)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2010年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2009年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2008年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: ゲノム / 進化 / 微生物 / ゲノムアライメント / 微生物ゲノム / 水平遺伝子移動 / ゲノムデータベース / 水平遺伝子異動 / 水平潰伝子移動

研究概要

水平移動を含む複雑な進化過程を持つ微生物ゲノムの比較基盤として、類縁ゲノム間で主として水平的に伝搬されたと考えられる「ゲノムコア構造」を抽出することを目的として、遺伝子の並び順が保存された領域を抽出するコアゲノムアライメント法を開発した。この手法をいくつかのゲノムデータに適用してその有効性を検証するとともに、公開ゲノム配列に適用した解析結果をデータベースとして蓄積する体制を作った。また、本手法のアライメント結果の可視化を含めた一連のプロトコルを実装した解析ツールを作成し、いくつかの近縁微生物ゲノムの比較解析に適用して、その有用性を検証した。

研究成果

• [雑誌論文] BMC Microbiology (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawai M., Furuta Y., Yahara K., Tsuru T., Oshima K., Handa N., Takahashi N., Yoshida M., Azuma T., Hattori M., Uchiyama I., Kobayashi I.
  • 雑誌名: 11 104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Birth and death of genes linked to chromosomal inversion, Proc. (2011)
  • 著者名/発表者名: Furuta Y., Kawai M., Yahara K., Takahashi N., Handa N., Tsuru T., Oshima K., Yoshida M., Azuma T., Hattori M., Uchiyama I., Kobayashi I.
  • 雑誌名: Natl.Acad.Sci.USA 108 ページ: 1501-1506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Birth and death of genes linked to chromosomal inversion (2011)
  • 著者名/発表者名: Furuta, Y., Kawai, M., Yahara, K., Takahashi, N., Handa, N., Tsuru, T., Oshima, K., Yoshida, M., Azuma, T., Hattori, M., Uchiyama, I., Kobayashi, I.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 巻: 108 ページ: 1501-1506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution in an oncogenic bacterial species with extreme genome plasticity : Helicobacter pylori East Asian genomes (2011)
  • 著者名/発表者名: Mikihiko Kawai, Yoshikazu Furuta, Koji Yahara, Takeshi Tsuru, Kenshiro Oshima, Naofumi Handa, Noriko Takahashi, Masaru Yoshida, Takeshi Azuma, Masahira Hattori, Ikuo Uchiyama, Ichizo Kobayashi
  • 雑誌名: BMC Microbiology 巻: 11
  • 査読あり
• [雑誌論文] MBGD update 2010 : toward a comprehensive resource for exploring microbial genome diversity (2010)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama I., Higuchi T., Kawai M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids, Res. 38
  • 査読あり
• [雑誌論文] MBGD update 2010 : toward a comprehensive resource for exploring microbial genome diversity (2010)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, I., Higuchi, T., Kawai, M
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Macrococcus caseolyticus Strain JSCS5402 Reflecting the Ancestral Genome of the Human-Pathogenic Staphylococci (2009)
  • 著者名/発表者名: Baba T., Kuwahara-Arai K., Uchiyama I., Takeuchi F., Ito T., Hiramatsu K.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 191 ページ: 1180-1190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple genome alignment for identifying the core structure among moderately related microbial genomes (2008)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 雑誌名: BMC Genomics 9 ページ: 515-515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple genome alignment for identifying the core structure among moderately related microbial genomes (2008)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, I.
  • 雑誌名: BMC Genomics 9 ページ: 515-515
  • 査読あり
• [学会発表] RECOG : a framework for systematic approaches to microbial genome comparison (2011)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 学会等名: International Symposium on Omics Approach to Microbes
  • 発表場所: NEERI, Nagpur, India
• [学会発表] 比較ゲノム解析ツールRECOGのメタゲノム解析への応用に向けた改良 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 学会等名: ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 東北学院大学(宮城県)
• [学会発表] RECOG : Research Environment for Comparative Genomics (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikuo Uchiyama, Mikihiko Kawai
  • 学会等名: International Symposium on Biodiversity Sciences
  • 発表場所: ホテルルブラ王山(愛知県)
• [学会発表] 大規模なゲノム比較のための統合解析環境RECOG (2010)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫、北橋竜雄、樋口俊夫、河合幹彦
  • 学会等名: 第4回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
• [学会発表] Systematic approach for large-scale microbial comparative genomics (2009)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 学会等名: The 4^<th> Global COE International Symposium 2009 joint with the 19^<th> Hot Spring Harbor Symposium Molecular Evolution and Bioinformatics
  • 発表場所: 九州大学,福岡
• [学会発表] 大規模比較ゲノム解析の推進に向けて:比較ゲノムワークベンチRECOGの開発と、ピロリ菌東アジア株ゲノム解析への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 学会等名: 第11回日本進化学会大会
  • 発表場所: 北海道大学,札幌
• [学会発表] 大規模比較ゲノム解析の推進に向けて:比較ゲノムワークベンチRECOGの開発と、ピロリ菌東アジア株ゲノム解析への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 学会等名: 第11回日本進化学会大会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
• [学会発表] 大量シーケンス時代の比較ゲノムインフォマティクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 学会等名: 日本遺伝学会第81回大会
  • 発表場所: 信州大学(長野県)
• [学会発表] Systematic approach for large-scale microbial comparative genomics (2009)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 学会等名: The 4^<th> Global COE International Symposium 2009 joint with the 19^<th> Hot Spring Harbor Symposium "Molecular Evolution and Bioinformatics"
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
• [学会発表] CoreAligner : Multiple genome alignment for identifying the genomic core among moderately related microbial genomes (2008)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 学会等名: 19th International Conference on Genome Informatics
  • 発表場所: Marriot Surfers Paradise, Gold Coast, Australia
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] CoreAligner : Multiple genome alignment for identifying the genomic core among moder ately related microbial genomes (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikuo Uchiyama
  • 学会等名: 19th International Conference on Genome Informatics
  • 発表場所: Marriot Surfers Paradise (Gold Coast, Australia)
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] Multiple genome alignment for identifying the genomic core among moderately related microbial genomes (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikuo Uchiyama
  • 学会等名: The Eighth NIBB -EMBL Meeting "Evolution : genomes, cell types and shapes"
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター
  • 年月日: 2008-11-22
• [学会発表] ゲノム進化過程の解明に向けた近縁細菌ゲノムのインフォマティクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 学会等名: 第10回日本進化学会大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2008-08-24
• [図書] メタゲノム解析技術の最前線(服部正平監修)(比較ゲノムにおけるバイオインフォマティクス基盤) (2011)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 出版者: CMC出版
• [図書] Omics approaches to protein function prediction(Daisuke Kihara ed.)(Functional inference in microbial genomics based on large-sccale comparative analysis) (2011)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 出版者: Springer
• [図書] Omics Approaches to Protein Function Prediction (2011)
  • 著者名/発表者名: Ikuo Uchiyama
  • 出版者: Springer
• [図書] 比較ゲノムにおけるバイオインフォマティクス基盤 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内山郁夫
  • 出版者: CMC出版
• [備考] ホームページ等
• [備考] 微生物比較ゲノムデータベースMBGD
  • URL: http://mbgd.genome.ad.jp
• [備考] CoreAligner プログラム
  • URL: http://mbgd.genome.ad.jp/CoreAligner
• [備考]
  • URL: http://mbgd.genome.ad.jp/CoreAligner