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転写因子結合プロファイルによる薬剤作用標的の探索

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1890
補助金の研究課題番号 22J15229 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
研究機関京都大学

研究代表者

鄒 兆南  京都大学, 医学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード薬物作用機序
研究開始時の研究の概要

薬剤作用機序の理解には標的分子の特定が急務である.これまでに,大規模 ChIP-seq 実験データを活用し,薬剤摂動に応答する一群の遺伝子発現を統合制御する転写因子の特定に取り組んできた.しかしながら現手法では,連続量となっている遺伝子発現解析の結果を直接扱えない.さらに,現手法では転写因子の遺伝子への結合強度という重要な情報が損失している.本研究では薬剤投与後の遺伝子発現量行列と転写因子のゲノムへの結合強度を連続量として捉え,それらを統合解析するためのパイプラインを構築する.本研究の遂行により,副作用を回避する戦略の立案や既存薬を別の疾患へ転用する可能性の発見などにつながると思われる.

研究実績の概要

遺伝子発現行列 (薬剤×遺伝子発現) という連続量を直接処理するために、例えば、ChIP-seq 実験から転写因子の標的遺伝子 (遺伝子×転写因子結合) を定義し、これらの標的遺伝子が投薬/対照群の遺伝子発現プロファイルのどちらにエンリッチするか を検定する方法が考えられる (normal GSEA)。ところが、遺伝子×転写因子結合は 「結合する/しない」で抽象化されるため、結合強度が異なる場合でも同等に「結合 している」とだけ見なされてしまう。したがって、本研究では遺伝子×転写因子結合に対し、ゲノムへのリードアライメントの集積程度を表す統計量 (MACS2 score) を転写因子結合強度と定義し、それによる重み付けを行う手法を考案した (ChIP-weighted GSEA)。LINCS L1000 の薬物摂動トランスクリプトームデータを入力し、AUROC score を利用した精度評価により、薬物の直接的な作用標的の同定における提案手法の有効性を確認した (ChIPEA, 0.60; normal GSEA, 0.61; ChIP-weighted GSEA, 0.66)。さらに,DisGeNET を利用し、薬物と疾患をリンクさせるマスターレギュレータの予測を行った (ChIPEA, 0.63; normal GSEA, 0.62; ChIP-weighted GSEA, 0.68)。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Cross-ancestry genome-wide analysis of atrial fibrillation unveils disease biology and enables cardioembolic risk prediction2023

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Kazuo、Ito Kaoru、Ito Masamichi、Zou Zhaonan、Kubota Masayuki、Nomura Seitaro、Matsunaga Hiroshi、Koyama Satoshi、Ieki Hirotaka、et al.
    • 雑誌名

      Nature Genetics

      巻: 55 号: 2 ページ: 187-197

    • DOI

      10.1038/s41588-022-01284-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ChIP-Atlas: A Guide to Traveling Transcriptional Regulation Landscape2023

    • 著者名/発表者名
      Zou, Z., Oki, S.
    • 雑誌名

      JSBi Bioinformatics Review

      巻: 4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 統合的な転写制御データ基盤の構築~ChIP-Atlas update: Bisulfite-seq と ATAC-seq データを統合しエピゲノム制御の全貌に迫る~2022

    • 著者名/発表者名
      鄒 兆南
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模NGSデータを横断し薬剤と疾患のしくみを理解する2022

    • 著者名/発表者名
      鄒 兆南、沖 真弥
    • 学会等名
      NGS EXPO 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ChIP-Atlas 2.0: ATAC-seq と WGBS データを統合しエピゲノム制御の全貌に迫る2022

    • 著者名/発表者名
      鄒 兆南、大田達郎、三浦史仁、沖 真弥
    • 学会等名
      第4回日本メディカルAI学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 実験医学増刊:バイオDBとウェブツール ラボで使える最新70選2022

    • 著者名/発表者名
      鄒 兆南, 沖 真弥
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758104067
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-03-26  

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