遺伝子細胞機能推定のための統合ネットワークの構築と解析

• 研究課題/領域番号: 24570176
• 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: 生物物理学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 木下 賢吾 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (60332293)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 遺伝子共発現 / 蛋白質間相互作用 / 統合ネットワーク / 種間比較 / クラスター解析 / タンパク質間相互作用 / 相互作用ネットワーク / 遺伝子共発現ネットワーク / ネットワーククラスタリング

研究成果の概要

既に数千種を超える生物種でゲノムの全配列が明らかにされているが、ゲノムにコードされている遺伝子の約半数は機能未知のままである。すべての遺伝子の可能な機能を実験で検証するのは到底不可能であり、計算科学的な手法により機能を推定し実験で検証を行う手法が不可欠である。本申請では、マイクロアレイやRNA-seqデータから得られる共発現情報と大規模なタンパク質間相互作用データを利用して、統合ネットワークの構築と種間比較を行い、新規のクラスタリング手法の開発と細胞機能の推定法の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Okamura Y, Aoki Y, Obayashi T, Tadaka S, Ito S1, Narise T, Kinoshita K. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y, Aoki Y, Obayashi T, Tadaka S, Ito S1, Narise T, Kinoshita K.
  • 雑誌名: Nucleic Acid Res 巻: 43 号: D1 ページ: D82-D86
  • DOI: 10.1093/nar/gku1163
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Blind prediction of interfacial water positions in CAPRI (2014)
  • 著者名/発表者名: Lensink MF, et al
  • 雑誌名: Proteins 巻: 82 号: 4 ページ: 620-632
  • DOI: 10.1002/prot.24439
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATTED-II in 2014: Evaluation of Gene Coexpression in Agriculturally Important Plants (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Obayashi, Yasunobu Okamura, Satoshi Ito, Shu Tadaka, Yuichi Aoki, Matsuyuki Shirota and Kengo Kinoshita
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 55 号: 1 ページ: e6-e6
  • DOI: 10.1093/pcp/pct178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyses of the general rule on residue pair frequencies in local amino acid sequences of soluble, ordered proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirota M, Kinoshita K
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 22 号: 11 ページ: 725-733
  • DOI: 10.1002/pro.225
  • 査読あり
• [雑誌論文] COXPRESdb: a database of comparative gene coexpression networks of eleven species for mammals. (2013)
  • 著者名/発表者名: Obayashi T, Okamura Y, Ito S, Tadaka S, Motoike IN, Kinoshita K
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 41(Database Issue) 号: D1 ページ: 1014-1020
  • DOI: 10.1093/nar/gks1014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyses of the general rule on residue pair frequencies in local amino acid sequences of soluble ordered proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirota M and Kinoshita K.
  • 雑誌名: Protein Science 巻: in press 号: 6 ページ: 725-733
  • DOI: 10.1002/pro.2255
  • 査読あり
• [学会発表] Detection of functional modules in protein networks by near-clique extraction (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadaka S, Obayashi T, Kinoshita K
  • 学会等名: Genome Information Workshop 2014
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-18
• [学会発表] Prediction of the biological and biochemical functions of uncharacterized genes (2014)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita K
  • 学会等名: 2014 Bilateral Workshop between Tohoku University & National Tsing Hua University
  • 発表場所: 宮城県松島市
  • 年月日: 2014-11-21 – 2014-11-22
  • 招待講演
• [学会発表] DEG.js : Streaming web-based differential expression genes analysis tool for RNA-seq (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡村容伸，大林武，木下賢吾
  • 学会等名: 生命情報科学若手の会 第6回研究会
  • 発表場所: 愛知県岡崎市
  • 年月日: 2014-10-30
• [学会発表] Classify RNA-seq runs as origin organs or other features by using machine learning (2014)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y, Obayashi T, Kinoshita K
  • 学会等名: 22st Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-15
• [学会発表] Functional gene network prediction based on conservation of gene expression patterns
  • 著者名/発表者名: Yasunobu Okamura, Takeshi Obayashi, Kengo Kinoshita
  • 学会等名: 21st Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology
  • 発表場所: Berlin, Germany
• [学会発表] NCMine: a novel method for exploring clusters in biological networks
  • 著者名/発表者名: Shu Tadaka, Takeshi Obayashi, Kengo Kinoshita
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] GO analysis of gene expression patterns comparison among organs and species
  • 著者名/発表者名: Yasunobu Okamura, Takeshi Obayashi, Kengo Kinoshita
  • 学会等名: 生命医薬情報学連合大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] Identification of functional modules in protein network by near-clique detection
  • 著者名/発表者名: Shu Tadaka, Takeshi Obayashi, Kengo Kinoshita
  • 学会等名: 情報処理学会第33回バイオ情報学研究会
  • 発表場所: 東北大学
• [備考] COXPRESdb
  • URL: http://coxpresdb.jp
• [備考] ATTEDII
  • URL: http://atted.jp
• [備考] COXSimDB
  • URL: http://v1.coxsimdb.info
• [産業財産権] 免疫沈降用の内部標準分子および免疫沈降方法 (2015)
  • 発明者名: 五十嵐和彦、落合恭子、中山啓子、木下賢吾、舟山亮ら7名
  • 権利者名: 五十嵐和彦、落合恭子、中山啓子、木下賢吾、舟山亮ら7名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-035734
  • 出願年月日: 2015-02-25