高次エピゲノムが生み出す生命情報を読み解く統計解析法の開発

• 研究課題/領域番号: 25730173
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生命・健康・医療情報学
• 研究機関: 名古屋大学 (2014-2015); 東京大学 (2013)
• 研究代表者: 島村 徹平 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任准教授 (00623943)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013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: バイオインフォマティクス / ベイズモデル / 次世代シークエンサー / 高次クロマチン構造 / エピゲノム

研究成果の概要

本研究課題では、クロマチン相互作用を網羅的に解析するChIA-PET法により得られた高次エピゲノムデータから、２領域間のクロマチン交互作用を予測するベイズモデルを構築し、高次エピゲノムによる遺伝子発現制御機構を解明するための統計解析法を開発した。具体的には、以下の成果が得られた。（１）ChIA-PETシークエンスタグのリファレンスゲノムへの確率的アライメント、（２）ポアソンモデルによるバイアスの補正、（３）負の二項分布の混合ベイズモデルによる相互作用領域の検出、（４）細胞特異的、シグナル伝達下で変化する転写ファクトリーの同定、（５）ChIA-PETデータ解析パイプラインの開発。

研究成果

• [雑誌論文] NECAB3 Promotes Activation of Hypoxia-inducible factor-1 during Normoxia and Enhances Tumourigenicity of Cancer Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: 1.Nakaoka HJ, Hara T, Yoshino S, Kanamori A, Matsui Y, Shimamura T, Sato H, Murakami Y, Seiki M, Sakamoto T
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 22784-22784
  • DOI: 10.1038/srep22784
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Integrated Multiregional Analysis Proposing a New Model of Colorectal Cancer Evolution. (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Uchi (他40名, 山本36番目)
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: 12 号: 2 ページ: 1-24
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005778
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genomic Landscape of Esophageal Squamous Cell Carcinoma in a Japanese Population. (2016)
  • 著者名/発表者名: G. Sawada (他43名, 山本21番目)
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: 150 号: 5 ページ: 1171-1182
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2016.01.035
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An Integrative Analysis to Identify Driver Genes in Esophageal Squamous Cell Carcinoma (2015)
  • 著者名/発表者名: Sawada G, Niida A, Hirata H, Komatsu H, Uchi R, Shimamura T, Takahashi Y, Kurashige J, Matsumura T, Ueo H, Takano Y, Ueda M, Sakimura S, Shinden Y, Eguchi H, Sudo T, Sugimachi K, Yamasaki M, Tanaka F, Tachimori Y, Kajiyama Y, Natsugoe S, Fujita H, Tanaka Y, Calin G, Miyano S, Doki Y, Mori M, Mimori K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10(10) 号: 10 ページ: e0139808-e0139808
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0139808
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Integrated molecular analysis of adult T cell leukemia/lymphoma. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kataoka K, Nagata Y, Kitanaka A, Shiraishi Y, Shimamura T, Yasunaga J, Totoki Y, Chiba K, Sato-Otsubo A, Nagae G, et al.
  • 雑誌名: Nat Genet. 巻: 47(11) 号: 11 ページ: 1304-15
  • DOI: 10.1038/ng.3415
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A likelihood-free filtering method via approximate Bayesian computation in evaluating biological simulation models (2015)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa T, Niida A, Mori T, Shimamura T, Yamaguchi R, Miyano S, Akutsu T, Imoto S
  • 雑誌名: Computational Statistics & Data Analysis 巻: 94 ページ: 63-74
  • DOI: 10.1016/j.csda.2015.08.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elevated β-catenin pathway as a novel target for patients with resistance to EGF receptor targeting drugs (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakata A, Yoshida R, Yamaguchi R, Yamauchi M, Tamada Y, Fujita A, Shimamura T, Imoto S, Higuchi T, Nomura M, Kimura T, Nokihara H, Higashiyama M, Kondoh K, Nishihara H, Tojo A, Yano S, Miyano S, Gotoh N
  • 雑誌名: Scientific Report 巻: 5 号: 1 ページ: 13076-13076
  • DOI: 10.1038/srep13076
  • NAID: 120005764206
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Integrated genetic and epigenetic analysis defines novel molecular subgroups in rhabdomyosarcoma. (2015)
  • 著者名/発表者名: Seki M, Nishimura R, Yoshida K, Shimamura T, Shiraishi Y, Sato Y, Kato M, Chiba K, Tanaka H, Hoshino N, Nagae G, Shiozawa Y, Okuno Y, Hosoi H, Tanaka Y, Okita H, Miyachi M, Souzaki R, Taguchi T, Koh K, Hanada R, Kato K, Nomura Y, Akiyama M, Oka A, Igarashi T, Miyano S, Aburatani H, Hayashi Y, Ogawa S, Takita J.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 6 号: 1 ページ: 7557-7557
  • DOI: 10.1038/ncomms8557
  • NAID: 120005623266
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genomic data assimilation using a higher moment filtering technique for restoration of gene regulatory networks (2015)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa T, Mori T, Yamaguchi R, Shimamura T, Miyano S, Imoto S, Akutsu T.
  • 雑誌名: BMC Systems Biology 巻: 9 号: 1 ページ: 14-14
  • DOI: 10.1186/s12918-015-0154-2
  • NAID: 120005749949
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mutational landscape and clonal architecture in grade II and III gliomas (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki H, Aoki K, Natsume A, Ogawa S. et al.
  • 雑誌名: Nat Genet. 巻: 47 号: 5 ページ: 458-468
  • DOI: 10.1038/ng.3273
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Robust prediction of anti-cancer drug sensitivity and sensitivity-specific biomarker (2014)
  • 著者名/発表者名: Park H, Shimamura T, Miyano S, Imoto S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9(10) 号: 10 ページ: e108990-e108990
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0108990
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss of CDCP1 expression promotes invasiveness and poor prognosis in esophageal squamous cell carcinoma. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sawada G, Takahashi Y, Niida A, Shimamura T, Kurashige J, Matsumura T, Ueo H, Uchi R, Takano Y, Ueda M, Hirata H, Sakimura S, Shinden Y, Eguchi H, Sudo T, Sugimachi K, Miyano S, Doki Y, Mori M, Mimori K.
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol. 巻: 4 号: S4 ページ: 640-647
  • DOI: 10.1245/s10434-014-3740-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Biallelic DICER1 mutations in sporadic pleuropulmonary blastoma (2014)
  • 著者名/発表者名: Seki M, Yoshida K, Shiraishi Y, Shimamura T, Sato Y, Nishimura R, Okuno Y, Chiba K, Tanaka H, Kato K, Kato M, Hanada R, Nomura Y, Park MJ, Ishida T, Oka A, Igarashi T, Miyano S, Hayashi Y, Ogawa S, Takita J
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: 74 号: 10 ページ: 2742-9
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-13-2470
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Allelic Imbalance at an 8q24 Oncogenic SNP is Involved in Activating MYC in Human Colorectal Cancer (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugimachi K, Niida A, Yamamoto K, Shimamura T, Imoto S, Iinuma H, Shinden Y, Eguchi H, Sudo T, Watanabe M, Tanaka J, Kudo S, Hase K, Kusunoki M, Yamada K, Shimada Y, Sugihara K, Maehara Y, Miyano S, Mori M, Mimori K
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol 巻: 21 号: S4 ページ: 3468-3476
  • DOI: 10.1245/s10434-013-3468-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Systems biology analysis of Drosophila in vivo screen data elucidates core networks for DNA damage repair in SCA1. (2014)
  • 著者名/発表者名: Barclay, S.S., Tamura, T., Ito H., Fujita, K., Tagawa, K., Shimamura, T., Katsuta, A., Shiwaku, H., Sone, M., Imoto, S., Miyano, S. and Okazawa, H.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 巻: 23 号: 5 ページ: 1345-1364
  • DOI: 10.1093/hmg/ddt524
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recurrent mutations in multiple components of the cohesin complex in myeloid neoplasms. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kon A, Yoshida K
  • 雑誌名: Nature Genet. 巻: 45 号: 10 ページ: 1232-1237
  • DOI: 10.1038/ng.2731
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated molecular analysis of clear-cell renal cell carcinoma. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Yoshida K
  • 雑誌名: Nature Genet. 巻: 45 号: 8 ページ: 860-867
  • DOI: 10.1038/ng.2699
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Tumor-suppressive mir-497-195 cluster targets multiple cell-cycle regulators in hepatocellular carcinoma. (2013)
  • 著者名/発表者名: Furuta M
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 3 ページ: e60155-e60155
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0060155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of histone demethylase JMJD1A improves anti-angiogenic therapy and reduces tumor associated macrophages (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimamura T, Wang F, Suehiro J, Kanki Y, Wada Y, Yuasa Y, Aburatani H, Miyano S, Minami T, Kodama T, Shibuya M
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: 73 号: 10 ページ: 3019-3028
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-12-3231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plastin3 is a novel marker for circulating tumor cells undergoing the epithelial-mesenchymal transition and is associated with colorectal cancer prognosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Yokobori T, Iinuma H, Shimamura T, Imoto S, Sugimachi K, Ishii H, Iwatsuki M, Ota D, Ohkuma M, Iwaya T, Nishida N, Kogo R, Sudo T, Tanaka F, Shibata K, Toh H, Sato T, Barnard GF, Fukagawa T, Yamamoto S, Nakanishi H, Sasaki S, Miyano S, Watanabe T, Kuwano H, Mimori K, Pantel K, Mori M.
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: 73 号: 7 ページ: 2059
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-12-0326
  • 査読あり
• [学会発表] がんの俯瞰的理解のための統合的統計モデリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 島村徹平
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] がん悪性化に寄与する発現制御調整因子のイン・シリコ探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 島村徹平
  • 学会等名: がんゲノムの情報と数理
  • 発表場所: 東京大学医科学研究所（東京都港区）
  • 年月日: 2015-09-30
  • 招待講演
• [学会発表] Discovering modulators of gene regulation by local energy statistics (2015)
  • 著者名/発表者名: Teppei Shimamura
  • 学会等名: IFCS2015
  • 発表場所: ボローニャ大学（イタリア、ボローニャ）
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] オミックスビッグデータ解析の現状と課題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 島村徹平
  • 学会等名: 平成２６年度「複雑データの解析法に関する研究会」
  • 発表場所: 統計数理研究所（東京都立川市）
  • 年月日: 2015-02-19
  • 招待講演
• [学会発表] Bayesian integrated analysis of chromatin interaction maps (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimamura T
  • 学会等名: Pacific Symposium on Biocomputing 2015
  • 発表場所: The Fairmont Orchid, Hawaii （アメリカ、ハワイ州）
  • 年月日: 2015-01-06
• [学会発表] オミクス解析におけるグラフィックス (2014)
  • 著者名/発表者名: 島村徹平
  • 学会等名: 日本計算機統計学会第２８回シンポジウム
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄県恩納村）
  • 年月日: 2014-11-15
  • 招待講演
• [学会発表] Systems analysis of cancer metabolism with constraint-based model of metabolic flux (2014)
  • 著者名/発表者名: 島村徹平
  • 学会等名: 第８７回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] Integrative systems understanding of cancer metabolism with constraint-based modeling of metabolic flux (2014)
  • 著者名/発表者名: 島村徹平
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] Hierarchical Bayes model-based analysis of chromatin interaction maps (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimamura T
  • 学会等名: Genome Informatics
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, NY, USA
• [学会発表] Accurate detection of chromatin interactions from ChIA-PET sequencing data with a hierarchical Bayes model (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimamura T
  • 学会等名: Clinical Genomics and Informatics Europe
  • 発表場所: Sheraton Hotel and Spa, Lisbon, Portugal
• [学会発表] 抗がん剤感受性予測に向けてのバイオインフォマティクスの現状と課題
  • 著者名/発表者名: 島村徹平
  • 学会等名: 日本計算機統計学会第27回大会
  • 発表場所: 青森県弘前大学
  • 招待講演