時空間情報を利用した統計遺伝学モデルの開発

• 研究課題/領域番号: 22300095
• 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: 統計科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岸野 洋久 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00141987)
• 研究分担者: 渡部 輝明 高知大学, 医学情報センター, 講師 (90325415) ; 西山 毅 高知大学, 医学情報センター, 講師 (40571518)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2012年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2011年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2010年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 統計遺伝学 / 時空間情報 / タンパク質の適応進化 / 立体構造 / 階層ベイズ / 系統的多様性 / 発現情報 / 遺伝子ネットワーク / 系統学的多様性 / メタゲノム / 時空間モデル / スキャン統計 / 飛び石モデル / タンパク質の立体構造 / 稀なコピー数多型

研究概要

統計遺伝学の諸手法の検出力を高めるために、本研究では種々の時空間情報を利用したモデルの開発を行った。分子進化では、タンパク質にかかる多様化圧の空間集積性をイジングモデルで表現し、インフルエンザHAにおいて宿主細胞の受容体との結合部位に多様化圧を検出した。集団遺伝では、熱帯熱マラリアの遺伝的多様度がアフリカから離れるにつれ減衰するパターンを飛び石モデルで説明し、伝搬過程を推定した。量的遺伝では、遺伝子ネットワークの情報を取り入れ、自閉症の症例対照研究の低頻度CNVのデータで、CNVの横切る遺伝子数に関する空間スキャン統計量により疾患関連部分グラフを抽出した。

研究成果

• [雑誌論文] Codon pairs of the HIV-1 vif gene correlate with CD4+ T cell count (2013)
  • 著者名/発表者名: Bizinoto, M. C., Yabe, S., Leal, E., Kishino, H., de Oliveira Martins, L., de Lima, M., L., Morais, E., R., Diaz, R. S., and Janini, L. M.
  • 雑誌名: BMC Infectious Diseases 巻: 13 号: 1 ページ: 173-173
  • DOI: 10.1186/1471-2334-13-173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular and morphological evidence of hybridization between native Ruditapes philippinarum and the introduced Ruditapes form in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Kitada S, Fujikake C, Asakura Y; Yuki H, Nakajima K, Vargas K M, Kawashima S, Hamasaki K, Kishino H
  • 雑誌名: Conservation Genetics 巻: 14 (3) 号: 3 ページ: 717-733
  • DOI: 10.1007/s10592-013-0467-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウイルスタンパク質変異にかかる多様化圧の空間分布 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明,岸野洋久
  • 雑誌名: 統計数理 巻: 60(2) ページ: 305-316
  • NAID: 120006020419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Codon pairs of the HIV-1 vif gene correlate with CD4+ T cell count (2013)
  • 著者名/発表者名: Bizinoto, M. C., Yabe, S., Leal, É., Kishino, H., de Oliveira Martins, L., de Lima, M., L., Morais, E., R., Diaz, R. S., and Janini, L. M.
  • 雑誌名: BMC Infectious Diseases 巻: accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウイルスタンパク質変異にかかる多様化圧の空間分布 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明，岸野洋久
  • 雑誌名: 統計数理 巻: 第60 巻第2号 ページ: 305-316
  • NAID: 120006020419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coevolution and hierarchical interactions of Tomato mosaic virus and the resistance gene Tm-1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, K., Mawatari, N., Miyashita, S., Kishino, H., Meshi, T., and Ishikawa, M
  • 雑誌名: PLoS Pathogen 巻: 8(10) 号: 10 ページ: e1002975-e1002975
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1002975
  • 査読あり
• [雑誌論文] β-empirical Bayes inference and model diagnosis of microarray data (2012)
  • 著者名/発表者名: Mollah,M. M. H., Mollah, M. N. H., and Kishino, H
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 巻: 13 号: 1 ページ: 135-135
  • DOI: 10.1186/1471-2105-13-135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detailed analysis of Japanese population substructure with a focus on the Southwest Islands of Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, T., Kishino, H., Suzuki, S., Ando, R., Niimura, H., Uemura, H., Horita, M., Ohnaka, K., Kuriyama, N., Mastuo, K., Guang, Y., Wakai, K., Hamajima, N., and Tanaka, H
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7(4) 号: 4 ページ: e35000-e35000
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0035000
  • 査読あり
• [雑誌論文] Taxon Influence Index: assessing taxon-induced incongruities in phylogenetic inference (2012)
  • 著者名/発表者名: Mariadassou, M., Bar-Hen, A., and Kishino, H
  • 雑誌名: Systematic Biology 巻: 61 号: 2 ページ: 337-345
  • DOI: 10.1093/sysbio/syr129
  • 査読あり
• [雑誌論文] タンパク質適応進化の時空間モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明,岸野洋久
  • 雑誌名: 統計数理 巻: 60(1) ページ: 27-36
  • NAID: 120006020422
  • 査読あり
• [雑誌論文] タンパク質適応進化の時空間モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明，岸野洋久
  • 雑誌名: 統計数理 巻: 第60 巻第1号 ページ: 27-36
  • NAID: 120006020422
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウイルスゲノムの適応進化：タンパク質立体構造に基づくウイルス適応度地形の解析. (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明，岸野洋久
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 第52巻 ページ: 146-147
  • NAID: 10030317193
• [雑誌論文] Detailed analysis of Japanese population substructure with a focus on the Southwest Islands of Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, T., Kishino, H., Suzuki, S., Ando, R., Niimura, H., Uemura, H., Horita, M., Ohnaka, K., Kuriyama, N., Mastuo, K., Guang, Y., Wakai, K., Hamajima, N., Tanaka, H.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: (accepted) ページ: 337-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] A scan statistic to extract causal gene clusters fromcase-control genome-wide rare CNV data (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, T., Takahashi, K., Tango, T., Pinto, D., Scherer, S. W., Takami, S., and Kishino, H
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 巻: 12 号: 1 ページ: 205-205
  • DOI: 10.1186/1471-2105-12-205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of mitochondrial membrane proteins in terrestrial vertebrates predicts aerobic capacity and longevity (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitazoe, Y., Kishino, H., Hasegawa, M., Matsui, A., Lane, N., Tanaka, M.
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 3 ページ: 1233-1244
  • DOI: 10.1093/gbe/evr079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bias and significance of relative reproductive success estimates based on steelhead data : A Bayesian meta-analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitada, S., Kishino, H., Hamasaki, K.
  • 雑誌名: Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 巻: 68 号: 10 ページ: 1827-1835
  • DOI: 10.1139/f2011-087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleotide diversity and selection signature in the domesticated silkworm, Bombyx mori, and wild silkworm, Bombyx mandarina (2011)
  • 著者名/発表者名: Guo, Y., Shen, Y-H., Sun, W., Kishino, H., Xiang, Z-H., Zhang, Z.
  • 雑誌名: Journal of Insect Science 巻: 11 号: 155 ページ: 119-119
  • DOI: 10.1673/031.011.15501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural considerations in the fitness landscape of a virus (2010)
  • 著者名/発表者名: Watabe, T. and Kishino, H
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 27 号: 8 ページ: 1782-1791
  • DOI: 10.1093/molbev/msq056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantifying biodiversity and asymptotics for a sequence of random strings (2010)
  • 著者名/発表者名: Koyano, H. and Kishino, H
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 81 号: 6 ページ: 61912-61912
  • DOI: 10.1103/physreve.81.061912
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmodium falciparum accompanied the human expansion out ofAfrica (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K., Mita, T., Jombart, T., Eriksson, A., Palacpac, N., Ranford-Cartwright, L., Sawai, H., Sakihama, N., Horibe, S., Ohmae, H., Nakamura, M., Ferreira, M. U.,Escalante, A. A., Prugnolle, F., Bjorkman, A., Farnert, A., Akira Kaneko, A., Horii, T., Manica, A., Kishino, H., and Balloux, F
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 20 号: 14 ページ: 1283-1289
  • DOI: 10.1016/j.cub.2010.05.053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantifying biodiversity and asymptotics for a sequence of random strings. (2010)
  • 著者名/発表者名: Koyano, H., Kishino, H.
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 81 ページ: 61912-61912
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmodium falciparum accompanied the human expansion out of Africa. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K., et al.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 20 ページ: 1283-1289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural considerations in the fitness landscape of a virus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Watabe, T., Kishino, H.
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution. 巻: 27 ページ: 1782-1791
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分子進化と確率モデル (2010)
  • 著者名/発表者名: 岸野洋久
  • 雑誌名: 数理科学 巻: 48 ページ: 23-31
• [学会発表] Spatiotemporal Modeling to Measure the Effects of Mutations and Selection Pressures (2013)
  • 著者名/発表者名: Kishino, H., Watabe, T., Nakamichi, R., and Kitada, S.
  • 学会等名: The 59th World Statistics Congress
  • 発表場所: 香港、中華人民共和国
  • 年月日: 2013-08-25
• [学会発表] Inference of direct effect and module structure of transcriptome behind phenotype via graphical modelling (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamichi, R., Kishino, H., and Kitada, S
  • 学会等名: International Biometric Conference
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 2012-08-30
• [学会発表] 階層ベイズモデルによるタンパク質にかかる多様化圧の時空間集積性の推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明,岸野洋久
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 発表場所: 首都大学東京(東京都)
  • 年月日: 2012-08-21
• [学会発表] Detection of irregularpatterns of gene expression and diagnose the model based on β-weight (2012)
  • 著者名/発表者名: Mollah, M. M. H., Mollah, M. H. N., and Kishino, H.
  • 学会等名: 日本計量生物学会
  • 発表場所: 統計数理研究所(東京都)
  • 年月日: 2012-05-25
• [学会発表] JapanMulti-institutional Collaborative Cohort. Japanese population structure estimated from the Japanese Multi-institutionalCollaborative Cohort data (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, T., Hamajima, N., Suzuki, S., Kishino, H
  • 学会等名: American Society of Human Genetics
  • 発表場所: モントリオール(カナダ)
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] Japanese population structure estimated from the Japanese Multi-institutional Collaborative Cohort data (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, T., Hamajima, N., Suzuki, S., Kishino, H., Japan Multi-institutional Collaborative Cohort
  • 学会等名: American Society of Human Genetics
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] Measuring alpha diversity of microbial communities (2011)
  • 著者名/発表者名: Koyano, H.,Kishino, H.
  • 学会等名: Evolutionary Biology Meeting at Marseilles
  • 発表場所: マルセイユ (フランス)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Measuring alpha diversity of microbial communities (2011)
  • 著者名/発表者名: Koyano, H., Kishino, H.
  • 学会等名: Evolutionary Biology Meeting at Marseilles
  • 発表場所: Marseilles, France
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Beta-divergence approach to detect abnormal expression profiles (2011)
  • 著者名/発表者名: Mollah, M. M., Mollah, N. H., 岸野洋久
  • 学会等名: 日本統計関連学会
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] Beta-divergence approach to detect abnormal expression profiles (2011)
  • 著者名/発表者名: Mollah, M.M., Mollah, N.H., 岸野洋久
  • 学会等名: 日本統計関連学会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] Spatio-temporal modeling of protein adaptive evolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Watabe, T., Kishino, H.
  • 学会等名: Brazilian Congress of Genetics
  • 発表場所: Aguas de Lindoia, Brazil(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] タンパク質構造情報に基づいたウイルス適応度地形の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明, 岸野洋久
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-07-30
• [学会発表] Structural considerations in the fitness landscape of a virus (2011)
  • 著者名/発表者名: Watabe, T.and Kishino, H.
  • 学会等名: Society for Molecular Biology and Evolution
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] Structural considerations in the fitness landscape of a virus (2011)
  • 著者名/発表者名: Watabe, T., Kishino, H.
  • 学会等名: Society for Molecular Biology and Evolution
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] 口蹄疫における時空間伝搬のネットワーク解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田真謙, 岸野洋久
  • 学会等名: 日本計量生物学会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] 分子進化のモデリングにおける最近の展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岸野洋久
  • 学会等名: 「高次元データの推測理論の開発と応用」研究集会
  • 発表場所: 創価大学,東京
  • 年月日: 2011-01-29
• [学会発表] Spatio-temporal modeling of range expansion and diversifying selection. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kishino H.
  • 学会等名: The International Symposium on Statistical Analysis of Spatio-Temporal Data
  • 発表場所: 鎌倉商工会議所
  • 年月日: 2010-11-05
• [学会発表] Scan statistics for pathway-based genomewide association study. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, T., Takahashi, K., Tango, T., Takami, S., Kishino H.
  • 学会等名: American Society of Human Genetics
  • 発表場所: Wachington, DC, USA
  • 年月日: 2010-11-03
• [学会発表] 遺伝子へのインタビュー (2010)
  • 著者名/発表者名: 岸野洋久
  • 学会等名: 中央大学講演会
  • 発表場所: 中央大学,東京
  • 年月日: 2010-10-15
• [学会発表] 調査・実験のデザインに課せられる制約を解き放つための統計的モデリング (2010)
  • 著者名/発表者名: 岸野洋久
  • 学会等名: 統計数理研究所共同利用研究集会「生物群集の多様性と統計数理」
  • 発表場所: 統計数理研究所,東京
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] タンパク質にかかる多様化圧の空間分布とベイズ推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明,岸野洋久
  • 学会等名: 日本統計関連学会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] タンパク質にかかる多様化圧の空間分布とベイズ推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明, 岸野洋久
  • 学会等名: 日本統計関連学会
  • 発表場所: 早稲田大学,東京
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Statistical modeling of mutation and adaptive evolution (2010)
  • 著者名/発表者名: Kishino, H.
  • 学会等名: Workshop on Ecological and Environmental Data Analysis
  • 発表場所: 慶応大学,横浜市
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] 分子進化学と分子系統学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岸野洋久
  • 学会等名: 農林交流センターWS
  • 発表場所: 農林交流センター,つくば
  • 年月日: 2010-08-23
• [学会発表] 分子進化のベイズ推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岸野洋久
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 発表場所: 東京工業大学,東京
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] 局所尤度と階層ベイズによる多様化圧の空間マッピング (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明, 岸野洋久
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 発表場所: 東京工業大学,東京
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] 突然変異と適応進化の統計的モデリング (2010)
  • 著者名/発表者名: 岸野洋久
  • 学会等名: 統計数理研究所オープンハウス
  • 発表場所: 統計数理研究所,東京
  • 年月日: 2010-07-09
• [学会発表] タンパク質共進化と分子進化速度の時空間変動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明,岸野洋久
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] 蛋白質問相互作用の計算・情報科学」タンパク質共進化と分子進化速度の時空間変動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明, 岸野洋久
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] ベイズ統計手法の応用の現状と展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岸野洋久,Thorne,J.L.,deOliveiraMartins,L.,渡部輝明
  • 学会等名: 日本計量生物学会
  • 発表場所: 統計数理研究所(東京都)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] ベイズ統計手法の応用の現状と展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岸野洋久, Thome, J.L, de Oliveira Martins, L., 渡部輝明
  • 学会等名: 日本計量生物学会
  • 発表場所: 統計数理研究所,東京
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] 遺伝的アルゴリズムとグラフィカルモデリングによる遺伝子ネットワークのモジュール構造と発現形質
  • 著者名/発表者名: 中道礼一郎，岸野洋久，北田修一
  • 学会等名: 日本計量生物学会
  • 発表場所: 統計数理研究所（東京都）
• [学会発表] Detection of irregular patterns of gene expression and diagnose the model based on β-weight
  • 著者名/発表者名: Mollah, M. M. H., Mollah, M. H. N., and Kishino, H.
  • 学会等名: 日本計量生物学会
  • 発表場所: 統計数理研究所（東京都）
• [学会発表] Estimating species divergence times with molecular sequence data but without fossils.
  • 著者名/発表者名: Lee, H-J., Kishino, H., and Thorne, J. L.
  • 学会等名: Society of Molecular Biology and Evolution
  • 発表場所: ダブリン、アイルランド
• [学会発表] 階層ベイズモデルによるタンパク質にかかる多様化圧の時空間集積性の推定
  • 著者名/発表者名: 渡部輝明, 岸野洋久
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都）
• [学会発表] Genetic bottlenecks in cell-to-cell movement and single-cell infections of plant viruses.
  • 著者名/発表者名: Miyashita, S., Ishibashi, K., Kishino, H., and Ishikawa, M.
  • 学会等名: 日本進化学
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都）
• [学会発表] Inference of direct effect and module structure of transcriptome behind phenotype via graphical modelling.
  • 著者名/発表者名: Nakamichi, R., Kishino, H., and Kitada, S.
  • 学会等名: International Biometric Conference
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [学会発表] 質的付加情報を利用した遺伝子発現有向グラフの定量的推定
  • 著者名/発表者名: 中道礼一郎，岸野洋久，北田修一
  • 学会等名: 統計関連学会連合大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
• [学会発表] α,β,γ- diversity of fish communities around Taiwan
  • 著者名/発表者名: 陳虹諺，岸野洋久
  • 学会等名: 日本水産学会
  • 発表場所: 水産大学校（山口県）
• [学会発表] グラフィカルモデリングによる遺伝子発現と内分泌のネットワーク構造推定
  • 著者名/発表者名: 中道礼一郎，岸野洋久，北田修一
  • 学会等名: 日本水産学会
  • 発表場所: 水産大学校（山口県）
• [学会発表] グラフィカルモデリングによる遺伝子と内分泌の発現ネットワーク推定：ベニザケの産卵回帰メカニズム
  • 著者名/発表者名: 中道礼一郎，岸野洋久，北田修一
  • 学会等名: サケ学研究会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
• [学会発表] Genetic diversity of fish communities around Taiwan and their spatio-temporal variations.
  • 著者名/発表者名: 陳虹諺，岸野洋久
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: •静岡県コンベンションアーツセンター（静岡県）
• [学会発表] Is phylogenetic diversity a sensitive measure to monitor the effect of climate change?
  • 著者名/発表者名: 陳虹諺，岸野洋久
  • 学会等名: 日本水産学会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都）
• [学会発表] タイセイヨウサケの初期発生における遺伝子発現の連鎖構造の推定
  • 著者名/発表者名: 中道礼一郎，岸野洋久，北田修一
  • 学会等名: 日本水産学会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都）
• [図書] ベイズ統計分析ハンドブック (2011)
  • 著者名/発表者名: 繁桝算男,岸野洋久,大森裕浩
  • 総ページ数: 1047
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] ベイズ統計分析ハンドブック(Bayesian Thinking : Modeling and Computation, edited by D.K.Dey and C.R.Rao) (2011)
  • 著者名/発表者名: 繁桝算男, 岸野洋久, 大森裕浩(監訳)
  • 総ページ数: 1047
  • 出版者: 朝倉書店