ディファレンシャルネットワークによる作物有用形質に関与する遺伝子機能予測法の開発

• 研究課題/領域番号: 26850024
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 園芸科学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 福島 敦史 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (80415281)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: バイオインフォマティクス / ネットワーク解析 / 共発現解析 / 遺伝子発現調節ネットワーク / 遺伝子共発現 / ディファレンシャル共発現 / ネットワーク推定 / トマト / 統合データベース

研究成果の概要

本研究は、ディファレンシャルネットワークによる作物有用形質に関与する遺伝子機能予測法の開発を目的とする。実用作物のトマト3種に焦点をあて、共発現ネットワークの接続形態の違いに基づいた遺伝子の重要性づけによって、葉の形の多様性の背後にある遺伝子制御ネットワークの推定手法の開発に取り組んだ。我々のディファレンシャルネットワーク手法は、種間で互いに異なった遺伝子共発現クラスターを構成する、種間での劇的な共発現パターンの変化をとらえた。同時に、遺伝子発現制御ネットワーク予測手法をRパッケージとして実装している。

研究成果

• [雑誌論文] Comparative Characterization of the Leaf Tissue of Physalis alkekengi and Physalis peruviana Using RNA-seq and Metabolite Profiling (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Fukushima, Michimi Nakamura, Hideyuki Suzuki, Mami Yamazaki, Eva Knoch, Tetsuya Mori, Naoyuki Umemoto, Masaki Morita, Go Hirai, Mikiko Sodeoka, and Kazuki Saito
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 7 ページ: 1883-1883
  • DOI: 10.3389/fpls.2016.01883
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 植物におけるオミックス統合ネットワークシステム生物学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福島 敦史
  • 雑誌名: SAR News 巻: 31 ページ: 9-16
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 植物科学におけるトランスクリプトーム解析の最前線 (2016)
  • 著者名/発表者名: 市橋 泰範、福島 敦史
  • 雑誌名: 植物科学の最前線（BSJ-Review） 巻: -
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lack of cytosolic glutamine synthetase1;2 in vascular tissues of axillary buds caused severe reduction in their outgrowth and disorder of metabolic balance in rice seedlings (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, M., Ishiyama, K., Kusano, M., Fukushima, A., Kojima, S., Hanada, A., Kanno, K., Hayakawa, T., Seto, Y., Kyozuka, J., Yamaguchi, S., Yamaya, T.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 81 号: 2 ページ: 347-356
  • DOI: 10.1111/tpj.12731
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Assessing metabolomic and chemical diversity of a soybean lineage representing 35 years of breeding (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyako Kusano, Ivan Baxter, Atsushi Fukushima, Akira Oikawa, Yozo Okazaki, Ryo Nakabayashi, Denise J. Bouvrette, Frederic Achard, Andrew R. Jakubowski, Joan M. Ballam, Jonathan R. Phillips, Angela H. Culler, Kazuki Saito, George G. Harrigan
  • 雑誌名: Metabolomics 巻: 11 号: 2 ページ: 261-270
  • DOI: 10.1007/s11306-014-0702-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using metabolomic approaches to explore chemical diversity in rice (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyako Kusano, Zhigang Yang, Yozo Okazaki, Ryo Nakabayashi, Atsushi Fukushima, Kazuki Saito
  • 雑誌名: Molecular Plant 巻: 8 号: 1 ページ: 58-67
  • DOI: 10.1016/j.molp.2014.11.010
  • NAID: 120007130222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolomic Characterization of Knockout Mutants in Arabidopsis: Development of a Metabolite Profiling Database for Knockout Mutants in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Fukushima, Miyako Kusano, Ramon Francisco Mejia, Mami Iwasa, Makoto Kobayashi, Naomi Hayashi, Akiko Watanabe-Takahashi, Tomoko Narisawa, Takayuki Tohge, Manhoi Hur, Eve Syrkin Wurtele, Basil J. Nikolau, Kazuki Saito
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 165 号: 3 ページ: 948-961
  • DOI: 10.1104/pp.114.240986
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Integrated analysis of transcriptome and metabolome of Arabidopsis albino or pale green mutants with disrupted nuclear-encoded chloroplast proteins. (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Satou, H. Enoki, A. Oikawa, D. Ohta, K. Saito, T. Hachiya, H. Sakakibara, M. Kusano, A. Fukushima, K. Saito, M. Kobayashi, N. Nagata, F. Myouga, K. Shinozaki, R. Motohashi
  • 雑誌名: Plant Molecular Biology 巻: 85 号: 4-5 ページ: 411-428
  • DOI: 10.1007/s11103-014-0194-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Integrated network analysis and effective tools in plant systems biology (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Fukushima, Shigehiko Kanaya, Kozo Nishida
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 5 ページ: 598-598
  • DOI: 10.3389/fpls.2014.00598
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A network perspective on nitrogen metabolism from model to crop plants using integrated “omics” approaches (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Fukushima, Miyako Kusano
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 65 号: 19 ページ: 5619-5630
  • DOI: 10.1093/jxb/eru322
  • 査読あり
• [学会発表] トマト果実肥大に及ぼす代謝変動解明のためのシステム生物学的アプローチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 福島敦史, 西澤 具子, 小林 誠, 彦坂 晶子, 後藤 英司, 斉藤 和季, 草野 都
  • 学会等名: 第32回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: アイーナ (いわて県民情報交流センター) (岩手県盛岡市)
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-22
• [学会発表] Let's Use R/Bioconductor and Log Your Analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Fukushima
  • 学会等名: the 10th International conference of the Metabolomics Society (Metabolomics 2014)
  • 発表場所: Marica/Washington Hotel (山形県鶴岡市)
  • 年月日: 2014-06-23
  • 招待講演
• [図書] Chapter 1 "Using the DiffCorr Package to Analyze and Visualize Differential Correlations in Biological Networks" In: Dehmer, Shi, Emmert-Streib, editors. Computational Network Analysis with R - Applications in Biology, Medicine and Chemistry (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Fukushima and Kozo Nishida
  • 総ページ数: 34
  • 出版者: Wiley