スパースモデリングによる大規模ゲノムコホート解析

• 研究領域: スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成
• 研究課題/領域番号: 16H01528
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 田宮 元 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 教授 (10317745)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: ゲノム / 遺伝学 / 統計数学

研究実績の概要

平成28年度に完成した遺伝子×遺伝子ならびに遺伝子×環境相互作用のための高次元変数選択法ソフトウェアを、実際のゲノムコホートデータをテストデータとして適用して、この手法の妥当性を検証し、適宜修正を行ってきた。具体的には、前向きゲノムコホートで取得された健康診断データを応答変数として横断的解析を行い、次に、疾患二値データや前向きデータへの適用を順次試みた。
手順の詳細は以下のとおり。
１）環境暴露データの取り込み。宮城県住民を対象とした東北メディカル・メガバンク機構の前向きゲノムコホートで取得されていた環境暴露データについて、各変数のコーディングを行った。２）ゲノムワイドSNPジェノタイプデータの取り込み。この前向きゲノムコホートで取得されていた100万程度のSNPsのジェノタイプデータを取り込んだ。特に、SNPのクラスタリングエラーが相互作用検索時に深刻な偽陽性を生むことが知られているので、各SNPのクラスタリングに関するQCデータを利用し、低いクオリティのデータを事前に排除出来る工夫を行った。３）相互作用解析の実行。上記のデータをテストデータとして高次元変数選択法ソフトウェアにかけ、横断的な健康診断データを応答変数にして遺伝子×遺伝子ならびに遺伝子×環境相互作用の検索を実施した。これによって検出された相互作用候補を、機能的情報などから詳細にアノテーションを行い、データベース化した上で、追試研究に提供した。４）疾患二値データ（罹患・非罹患）の利用。上記集団において前向きに取得された疾患データや健康診断データを利用し、これらの応答変数に対して効果を持つ相互作用を検索し、上記の手順を繰り返すことによって、疾患感受性に寄与する相互作用候補をリストアップした。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of reported pathogenic variants and their frequencies in a Japanese population based on a whole-genome reference panel of 2049 individuals article (2018)
  • 著者名/発表者名: Y Yamaguchi-Kabata, J Yasuda, O Tanabe, Y Suzuki, H Kawame, N Fuse, M Nagasaki, Y Kawai, K Kojima, F Katsuoka, S Saito, I Danjoh, I Motoike, R Yamashita, S Koshiba, D Saigusa, G Tamiya, S Kure, N Yaegashi, Y Kawaguchi, F Nagami, S Kuriyama, J Sugawara, N Minegishi, A Hozawa, T Takai-Igarashi, K Kinoshita, M Yamamoto.
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics. 巻: 63 号: 2 ページ: 213
  • DOI: 10.1038/s10038-017-0347-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide meta-analysis in Japanese populations identifies novel variants at the TMC6-TMC8 and SIX3-SIX2 loci associated with HbA1c. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hachiya T, Komaki S, Hasegawa Y, Ohmomo H, Tanno K, Hozawa A, Tamiya G, Yamamoto M, Ogasawara K, Nakamura M, Hitomi J, Ishigaki Y, Sasaki M, Shimizu A.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 16147-16147
  • DOI: 10.1038/s41598-017-16493-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Security controls in an integrated Biobank to protect privacy in data sharing: rationale and study design (2017)
  • 著者名/発表者名: Takai-Igarashi T, Kinoshita K, Nagasaki M, Ogishima S, Nakamura N, Nagase S, Nagaie S, Saito T, Nagami F, Minegishi N, Suzuki Y, Suzuki K, Hashizume H, Kuriyama S, Hozawa A, Yaegashi N, Kure S, Tamiya G, Kawaguchi Y, Tanaka H, Yamamoto M
  • 雑誌名: BMC Med Inform Decis Mak 巻: 17 号: 1 ページ: 100-100
  • DOI: 10.1186/s12911-017-0494-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detecting genetic association through shortest paths in a bidirected graph (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueki M, Kawasaki Y, Tamiya G
  • 雑誌名: Genetic Epidemiology 巻: 未定 号: 6 ページ: 481-497
  • DOI: 10.1002/gepi.22051
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] AI創薬に向けた複雑な疾患の遺伝統計学モデル (2017)
  • 著者名/発表者名: 高山 順, 田宮 元
  • 雑誌名: 日本化学会情報化学部会誌 巻: 35 号: 2 ページ: 158
  • DOI: 10.11546/cicsj.35.158
  • NAID: 130005866034
  • ISSN: 0913-3747, 1347-2283
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detecting genetic association through shortest paths in a bi-directed graph. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueki M, Kawasaki Y, Tamiya G.
  • 雑誌名: Genet Epidemiol. 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Tohoku Medical Megabank Project: Design and Mission (2016)
  • 著者名/発表者名: Kuriyama S, Yaegashi N, et al. (Tamiya G; 11th in 58 authors)
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｙ 巻: 26 号: 9 ページ: 493-511
  • DOI: 10.2188/jea.JE20150268
  • NAID: 130005409018
  • ISSN: 0917-5040, 1349-9092
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Smooth-threshold multivariate genetic prediction with unbiased model selection (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueki M, Tamiya G
  • 雑誌名: Genetic Epidemiology 巻: 40 号: 3 ページ: 233-243
  • DOI: 10.1002/gepi.21958
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ゲノムコホー卜のビッグデータ解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田宮元
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 259 ページ: 745-748
• [学会発表] Detecting genetic association through shortest paths in a bidirected graph. (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Ueki, Y. Kawasaki, G. Tamiya
  • 学会等名: International Workshop at Waseda University 2018 (IWAWU2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 双方向グラフ上の最短経路を利用した遺伝関連解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 植木優夫、川崎能典、田宮 元
  • 学会等名: 科研費研究集会・「生命・自然科学における複雑現象解明のための統計的アプローチ」
• [学会発表] ゲノムコホートの遺伝統計学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田宮元
  • 学会等名: 科研費（基盤S）シンポジウム ＆ 統数研生物統計ネットワークシンポジウム（第8回）
  • 発表場所: アクロス福岡（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2017-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] スパースモデリングによる大規模ゲノムコホート解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 植木優夫、田宮 元
  • 学会等名: 科学研究費補助金新学術領域研究「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」最終成果報告会
• [学会発表] 東北メディカル・メガバンク機構の大規模ゲノムデータの紹介 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田宮 元
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] Machine Learning / Artificial Intelligence Based Methods for Genomic Cohort Studies. (2017)
  • 著者名/発表者名: Gen Tamiya
  • 学会等名: 2nd Karolinska-Tohoku Joint Symposium on Medical Sciences
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ジャポニカアレイを用いた東北メディカル・メガバンク機構大規模ゲノムコホートの解析について (2017)
  • 著者名/発表者名: 田宮 元
  • 学会等名: 第2回ジャポニカアレイ研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Genetic Epidemiological Studies of the ToMMo Genomic Cohorts. (2017)
  • 著者名/発表者名: Gen Tamiya
  • 学会等名: 第21回国際疫学会総会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Detecting genetic association through shortest paths in a bidirected graph. (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Ueki, Y. Kawasaki, G. Tamiya
  • 学会等名: IFCS2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 最短経路を利用した遺伝関連解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 植木優夫、田宮 元
  • 学会等名: 科学研究費補助金新学術領域研究「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」2017年度第1回公開シンポジウム
• [学会発表] ゲノム医療におけるリスク予測へ向けて (2017)
  • 著者名/発表者名: 田宮 元
  • 学会等名: NGS現場の会第五回研究会
  • 招待講演
• [学会発表] スパースモデリングによる大規模ゲノムコホート解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田宮元
  • 学会等名: 「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」第四回領域会議
  • 発表場所: 東京大学武田ホール（東京都・文京区）
  • 年月日: 2016-06-01
• [学会発表] Smooth-threshold multivariate genetic prediction with unbiased model selection. (2016)
  • 著者名/発表者名: 植木優夫, 田宮元
  • 学会等名: 2016年度公開シンポジウム. 新学術領域研究「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」
  • 発表場所: 慶應義塾大学（東京都・港区）
• [学会発表] 大規模ゲノムコホートの遺伝統計学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田宮元
  • 学会等名: 第5回生命医薬情報学連合大会（IIBMP 2016）
  • 発表場所: 東京国際交流館プラザ平成（東京都・江東区）
• [備考] リスク統計解析室
  • URL: http://www.genetix-h.com/~AMERI/
• [備考] リスク統計解析室
  • URL: http://www.genetix-h.com/~AMERI/index.html