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疾患に関わる非AUG型上流ORFの情報工学的網羅同定法の開発

公募研究

研究領域新生鎖の生物学
研究課題/領域番号 17H05659
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 生物系
研究機関金沢大学

研究代表者

高橋 広夫  金沢大学, 薬学系, 准教授 (30454367)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードバイオインフォマティクス / データ科学 / 新生鎖 / uORF / 翻訳制御 / データベース横断解析 / データサイエンス / 上流ORF / オミックス
研究実績の概要

上流ORF上の翻訳制御配列を網羅的に同定するために、コンピュータ解析による配列ビッグデータ横断解析に基づく情報工学的な方法論を確立し、ESUCA法と名付け、論文として発表した(Takahashi et al., , BMC Genomics, 2020)。ESUCA法の支援手法として、翻訳制御とタンパク質酵素活性配列のmicro syntenyを活用したクラスタリング手法を開発して、ESUCA法の出力結果をクラスタリングして、新生鎖による翻訳制御を類似性の高いホモロジーグループ(HG)に分類することが出来た。ESUCA法を5つの植物ゲノム(シロイヌナズナ、イネ、ポプラ、ブドウ、トマト)に応用することで、新規の翻訳制御配列を抽出し、100近くの新規HGを発見した。植物に関する11個のアレスト配列候補配列をルシフェラーゼによる実験的に検証することで、少なくとも5個アレスト配列を発見しこの成果を論文として発表することが出来た(Takahashi et al., , BMC Genomics, 2020)。さらに、完成させたESUCA法の非AUG(CTG, TTG, GTG, ACG, ATT, ATA, ATC)の対応化を行い、シロイヌナズナゲノムから、多数の新規非AUG型CPuORFを同定できた。これらの一部については、実験的に検証し、翻訳抑制非AUG型uORFも見つかっている。ヒトゲノムにも応用し、多数の新規非AUG型CPuORFを同定し、実験的に検証している。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 9件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The formation of perinucleolar bodies is important for normal leaf development and requires the zinc‐finger DNA‐binding motif in Arabidopsis ASYMMETRIC LEAVES22020

    • 著者名/発表者名
      Luo Lilan、Ando Sayuri、Sakamoto Yuki、Suzuki Takanori、Takahashi Hiro、Ishibashi Nanako、Kojima Shoko、Kurihara Daisuke、Higashiyama Tetsuya、Yamamoto Kotaro T.、Matsunaga Sachihiro、Machida Chiyoko、Sasabe Michiko、Machida Yasunori
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 101 号: 5 ページ: 1118-1134

    • DOI

      10.1111/tpj.14579

    • 関連する報告書
      2018 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] Comprehensive genome-wide identification of angiosperm upstream ORFs with peptide sequences conserved in various taxonomic ranges using a novel pipeline, ESUCA2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Hiro、Hayashi Noriya、Hiragori Yuta、Sasaki Shun、Motomura Taichiro、Yamashita Yui、Naito Satoshi、Takahashi Anna、Fuse Kazuyuki、Satou Kenji、Endo Toshinori、Kojima Shoko、Onouchi Hitoshi
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 21 号: 1 ページ: 260-260

    • DOI

      10.1186/s12864-020-6662-5

    • 関連する報告書
      2018 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] Excess sterols disrupt plant cellular activity by inducing stress-responsive gene expression2020

    • 著者名/発表者名
      Shimada Takashi L、Yamaguchi Katsuki、Shigenobu Shuji、Takahashi Hiro、Murase Masataka、Fukuyoshi Shuichi、Hara-Nishimura Ikuko
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: in press 号: 3 ページ: 383-392

    • DOI

      10.1007/s10265-020-01181-4

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Aspergillus terreus High-Itaconic-Acid- Productivity Strain IFO63652020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H., Minami T., Okabe M., Park E.Y., Fujimoto T., Takahashi A., Murase M., Fukuyoshi S., Satou K., and Kanamasa S.
    • 雑誌名

      Microbiol. Resour. Announc.

      巻: - 号: 16 ページ: 1-2

    • DOI

      10.1128/mra.00080-20

    • 関連する報告書
      2018 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] SIMON: Simple methods for analyzing DNA methylation by targeted bisulfite next-generation sequencing2019

    • 著者名/発表者名
      Vial-Pradel Simon、Hasegawa Yoshinori、Nakagawa Ayami、Miyaki Shido、Machida Yasunori、Kojima Shoko、Machida Chiyoko、Takahashi Hiro
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 36 号: 4 ページ: 213-222

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.19.0822a

    • NAID

      130007776104

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2019-12-25
    • 関連する報告書
      2018 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] Patient‐derived xenograft models of non‐small cell lung cancer for evaluating targeted drug sensitivity and resistance2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kita, Koji Fukuda, Hiro Takahashi, Azusa Tanimoto, Akihiro Nishiyama, Sachiko Arai, Shinji Takeuchi, Kaname Yamashita, Koshiro Ohtsubo, Sakiko Otani, Naohiro Yanagimura, Chiaki Suzuki, Hiroko Ikeda, Masaya Tamura, Isao Matsumoto, Seiji Yano
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 110(10) 号: 10 ページ: 3215-3224

    • DOI

      10.1111/cas.14171

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Saccharomyces cerevisiae Strain Pf-1, Isolated from Prunus mume2019

    • 著者名/発表者名
      Kanamasa Shin、Yamaguchi Daiki、Machida Chiyoko、Fujimoto Tsukasa、Takahashi Anna、Murase Masataka、Fukuyoshi Shuichi、Oda Akifumi、Satou Kenji、Takahashi Hiro
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 号: 46

    • DOI

      10.1128/mra.01169-19

    • 関連する報告書
      2018 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] Draft Genome Sequence of Aspergillus terreus High-Itaconic-Acid-Productivity Mutant TN-4842019

    • 著者名/発表者名
      Kanamasa Shin、Minami Tomoyuki、Okabe Mitsuyasu、Park Enoch Y.、Fujimoto Tsukasa、Takahashi Anna、Murase Masataka、Fukuyoshi Shuichi、Oda Akifumi、Satou Kenji、Takahashi Hiro
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 号: 49

    • DOI

      10.1128/mra.01170-19

    • 関連する報告書
      2018 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] バイオインフォマティクスによる配列データベース横断解析に基づく機能上流ORFの推定2019

    • 著者名/発表者名
      高橋広夫・伊藤素行・尾之内均
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 97 ページ: 496-499

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Arabidopsis Zinc-Finger-Like Protein ASYMMETRIC LEAVES2 (AS2) and Two Nucleolar Proteins Maintain Gene Body DNA Methylation in the Leaf Polarity Gene ETTIN (ARF3)2018

    • 著者名/発表者名
      Vial-Pradel Simon、Keta Sumie、Nomoto Mika、Luo Lilan、Takahashi Hiro、Suzuki Masataka、Yokoyama Yuri、Sasabe Michiko、Kojima Shoko、Tada Yasuomi、Machida Yasunori、Machida Chiyoko
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: Epub ahead of print ページ: 1385-1397

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy031

    • 関連する報告書
      2018 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] Draft Genome Sequence of Saccharomyces cerevisiae Strain Hm-1, Isolated from Cotton Rosemallow2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H., Sakagawa E., Sakakibara I., Machida C., Miyaki S., Takahashi A., Onai S., Fukuyoshi S., Ohta A., Satou K., Kanamasa S.
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 7 号: 13 ページ: 1-2

    • DOI

      10.1128/mra.01184-18

    • 関連する報告書
      2018 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] Draft Genome Sequence of Trebouxiophyceae sp. Strain KSI-1, Isolated from an Island Hot Spring2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H., Tanaka S., Hayashi S., Miyaki S., Takahashi A., Onai S., Fukuyoshi S., and Miyasaka H.
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 7 号: 16

    • DOI

      10.1128/mra.01185-18

    • 関連する報告書
      2018 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] Identification of Arabidopsis thaliana upstream open reading frames encoding peptide sequences that cause ribosomal arrest2017

    • 著者名/発表者名
      1.Hayashi N., Sasaki S., Takahashi H., Naito S., and Onouchi H.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 号: 15 ページ: 8844-8858

    • DOI

      10.1093/nar/gkx528

    • NAID

      120006360096

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ゲノムのジャンク領域における機能領域予測とその実験的検証2020

    • 著者名/発表者名
      本村汰一朗・宮木至道・林憲哉・尾之内均・伊藤素行・高橋広夫
    • 学会等名
      第48回東海ファジィ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物間で保存された翻訳調節に関与する非AUG型uORFのゲノムワイド探索2020

    • 著者名/発表者名
      平郡雄太・高橋広夫・林憲哉・佐々木駿・山下由衣・内藤哲・尾之内均
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 過剰なステロール蓄積が植物の生理機能に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      島田貴士・重信秀治・山口勝司・高橋広夫・福吉修一・上田貴志・西村いくこ
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのAS2が関わる葉の向背軸分化とAS2の標的遺伝子のDNAメチル化における核小体タンパク質の役割の解明2020

    • 著者名/発表者名
      町田千代子・日比野哲紀・三谷恭平・水谷優斗・ヴィアルプラデルシモン・高橋広夫・小島晶子・町田泰則
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 上流ORFの新生ペプチドを含む翻訳複合体が細胞内のマグネシウム濃度を感知して翻訳を制御する2020

    • 著者名/発表者名
      林憲哉・佐々木駿・平郡雄太・Feng Zhihang・藤原徹・渡部敏裕・町田幸大・今高寛晃・高橋広夫・山下由衣・内藤哲・尾之内均
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 上流ORFの新生ペプチドを含む翻訳複合体が細胞内のマグネシウム濃度を感知して翻訳を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      林憲哉・佐々木駿・平郡雄太・Feng Zhihang・藤原徹・高橋広夫・山下由衣・内藤哲・尾之内均
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのAS2を介した葉の発生に関わるサイトカイニン合成酵素遺伝子の解析2019

    • 著者名/発表者名
      小島晶子・西本珠美・香田加那・石橋菜々子・小嶋美紀子・高橋広夫・榊原均・町田泰則・町田千代子
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 選択的スプライシングと上流ORFによる翻訳制御を介した植物の核小体ストレス応答機構2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木駿・工藤凛・笹原大暉・高橋広夫・渡部俊・大林祝・杉山宗隆・内藤哲・尾之内均
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのzinc-finger-like protein AS2が関わる葉の向背軸分化とDNA メチル化における核小体タンパク質の役割の解明2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅貴・ヴィアルプラデルシモン・高橋広夫・杉山宗隆・氣多澄江・小島晶子・町田泰則・町田千代子
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 翻訳制御上流ORFのバイオインフォマティクスによる推定と実験的検証2019

    • 著者名/発表者名
      宮木至道・林憲哉・尾之内均・伊藤素行・高橋広夫
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 葉にオイルボディを過剰蓄積するシロイヌナズナ変異体lipid rich 1の解析2019

    • 著者名/発表者名
      山口萌・重信秀治・山口勝司・高橋広夫・福吉修一・島田貴士
    • 学会等名
      第32回植物脂質シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物ステロール過剰蓄積が及ぼす植物体への影響2019

    • 著者名/発表者名
      島田貴士・重信秀治・山口勝司・高橋広夫・福吉修一・上田貴志・西村いくこ
    • 学会等名
      第32回植物脂質シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物間で保存された翻訳調節に関与する非AUG型uORFのゲノムワイド探索2019

    • 著者名/発表者名
      平郡雄太・高橋広夫・林憲哉・佐々木駿・山下由衣・内藤哲・尾之内均
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of bioinformatics methods and their applications: from plant to medical sciences2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H., Machida C., Muto M., Kojima S., Itoh M., Onouchi H., and Sasaki H.
    • 学会等名
      International Conference for Leading and Young Medical Scientists - IC-LYMS 2019 -
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Roles of Nucleolar Proteins and Zinc-Finger Protein ASYMMETRIC LEAVES2 in establishment of leaf adaxial-abaxial polarity in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Machida C., Vial-Pradel S., Nomoto M., Takahashi H., Kojima S., Tada Y and Machida Y.
    • 学会等名
      Plant Organ Growth Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epigenetic role of zinc-finger protein AS2 and nucleolar proteins in the specification of the adaxial cell fate of leaves in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Machida C., Ando S., Sakamoto Y., Matsunaga S., Kurihara D., Higashiyama T., Takahashi H., Kojima S., Machida Y.
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Zebrafish behavior pattern recognition using three-dimensional tracking and machine learning2018

    • 著者名/発表者名
      Yang P., Kajiwara R., Takahashi H., Itoh M.
    • 学会等名
      The 24th Japanese medaka and zebrafish meeting (第24回小型魚類研究会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Arabidopsis zinc-finger-like protein ASYMMETRIC LEAVES2 (AS2) bound exon 1 of ETTIN (ARF3) and maintain gene body DNA methylation in ETTIN together with nucleolar proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Vial-Pradel S., Nomoto M., Takahashi H., Ando S., Suzuki M., Kojima S., Tada Y., Machida Y., Machida C.
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] がんオミックスデータに基づく治療前診断・治療標的探索2018

    • 著者名/発表者名
      高橋広夫・武藤学・佐々木博己
    • 学会等名
      化学工学会 第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの葉の極性確立においてAS1-AS2とTOP1αはETTIN (ARF3)を介してCDKインヒビターを抑制する2018

    • 著者名/発表者名
      町田千代子・中川彩美・高橋広夫・ビアループラデル シモン・山川 美里・小島晶子・町田泰則
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Arabidopsis zinc-finger-like protein ASYMMETRIC LEAVES2 (AS2) bound exon 1 of ETTIN (ARF3) and maintain gene body DNA methylation in ETTIN together with nucleolar proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Vial Pradel S., Nomoto M., Takahashi H., Ando S., Suzuki M., Kojima S., Tada Y., Machida Y., Machida C.
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Bioinformatic identification method of evolutional ranges for functional small peptides on genomes2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H., Hayashi N., Takahashi A., Onouchi H.
    • 学会等名
      The 2nd edition of Biotech France 2018 International Conference and Exhibition -Biotech France 2018-
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Arabidopsis zinc-finger-like protein ASYMMETRIC LEAVES2 (AS2) binds exon 1 of ETTIN(ARF3) and maintains gene body DNA methylation in ETTIN together with nucleolar proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Vial-Pradel S., Nomoto M., Takahashi H., Ando S., Suzuki M., Kojima S., Tada Y., Machida Y., Machida C.
    • 学会等名
      EMBO Workshop "New shores in land plant"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナTTM3遺伝子の上流ORF は後期促進複合体の構成因子をコードする2018

    • 著者名/発表者名
      122.垣内俊哉・伊藤正樹・髙橋広夫・刑部祐里子・刑部敬史・内藤哲・尾之内均
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのzinc-finger様タンパク質AS2と核小体タンパク質は葉の裏側化因子ETT/ARF3のgene body DNAメチル化維持に関わる2018

    • 著者名/発表者名
      120.町田千代子・Simon Vial-Pradel・髙橋広夫・鈴木雅貴・安藤沙友里・小島晶子・町田泰則
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of bioinformatic method for identification of functional upstream open reading frames on the basis of evolutionary conservation on eukaryotic genomes2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H., Idesako N., Hayashi N, Onouchi H., Itoh M.,
    • 学会等名
      International Symposium on Protein Quality Control
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 配列データベース横断解析に基づくタンパク質の翻訳制御配列の網羅同定法開発2017

    • 著者名/発表者名
      高橋広夫・井手迫伸夫・林憲哉・尾之内均・伊藤素行
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Epigenetic repressor AS1-AS2 and DNA replication factors control ARF3 in leaf development2017

    • 著者名/発表者名
      116.Machida C., Nakagawa A., Luong Quy T., Takahashi H., Kojima S., Machida Y.
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 高橋広夫研究室

    • URL

      https://www.takahashi-lab.com/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-01-27  

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