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2017 年度 実績報告書

A chemical genomics approach for understanding chemical communication

計画研究

研究領域化学コミュニケーションのフロンティア
研究課題/領域番号 17H06411
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

BOONE CHARLES  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, チームリーダー (70601342)

研究分担者 八代田 陽子  国立研究開発法人理化学研究所, その他, 研究員 (60360658)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワードchemical genomics / yeast / chemical communication
研究実績の概要

We developed a high-throughput chemical genomics platform based on a diagnostic set of ~300 viable yeast gene deletion mutants, spanning all major biological processes, within a drug-sensitized genetic background. We also developed a highly multiplexed barcode sequencing protocol, allowing us to decipher rich chemical-genetic profiles on a large-scale. We generated profiles for ~10,000 compounds from the RIKEN Natural Product Depository (NPDepo) and other large compound collections, and, through the profile matching strategy we predicted the cellular targets at the biological process level. From FY2017, we expanded this chemical genomics platform to enable the prediction of precise essential gene targets. To do so, we developed a collection of barcoded conditional, temperature-sensitive alleles of essential genes (TS library) for chemical genomic profiling. In a complementary approach, we deleted a single copy of each essential gene in a diploid yeast (HET library) to enable drug-induced haploinsufficiency profiling (HIP). On the other hand, we started to screen drug-resistant mutants and we so far obtained ~20 mutants for several compounds. We are first approaching detailed target-compound validation by orthogonal genetic approaches. Drug-resistant mutants often identify the precise cellular target. For example, we selected spontaneous drug-resistant mutants to a RIKEN NPDepo compound. In total, we isolated drug-resistant mutants for the compound, one of which showed a nsSNP alteration in the FAS1 gene. HIP validation also suggested the compound targeted to Fas1.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

We already screened bioactive compounds from NPDepo using HET/TS library and obtained several drug resistant mutants as we planned.

今後の研究の推進方策

We will continuously do the following project; 1) computational analysis for screening of the HET/TS libraries; 2) identification of mutations of the drug resistant mutants. We are also planning other screening using the MoBY-ORF library and the SUP library. Furthermore, we will validate interactions between ligands and their targets using biochemical assays, for example, for a RIKEN NPDepo compound and Fas1.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] トロント大学/マギル大学/ブリティッシュコロンビア大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      トロント大学/マギル大学/ブリティッシュコロンビア大学
  • [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ミネソタ大学
  • [国際共同研究] the National Center for Drug Screening(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      the National Center for Drug Screening
  • [雑誌論文] MOSAIC: a chemical-genetic interaction data repository and web resource for exploring chemical modes of action2018

    • 著者名/発表者名
      Nelson J, Simpkins SW, Safizadeh H, Li SC, Piotrowski JS, Hirano H, Yashiroda Y, Osada H, Yoshida M, Boone C, Myers CL.
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: 34 ページ: 1251-1252

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btx732

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Functional annotation of chemical libraries across diverse biological processes2017

    • 著者名/発表者名
      Piotrowski JS, et al.
    • 雑誌名

      Nature Chemical Biology

      巻: 13 ページ: 982-993

    • DOI

      10.1038/nchembio.2436

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Mapping Chemical-Genetic Interactions to Link Bioactive Compounds to Cellular Targets2018

    • 著者名/発表者名
      Charles Boone
    • 学会等名
      新学術領域研究「化学コミュニケーションのフロンティア」第2回公開シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Mapping Genetic Networks on a Global Scale2017

    • 著者名/発表者名
      Charles Boone
    • 学会等名
      From Genetic Networks to a Cellular Wiring Diagram
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Target Identification Using an Integrated Chemical Genetic Approach2017

    • 著者名/発表者名
      Sheena Li, Charles Boone
    • 学会等名
      the CIFAR meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 窒素代謝を変えるコミュニケーション- 脂肪酸をつかった分裂酵母の種の生存戦略 -2017

    • 著者名/発表者名
      八代田陽子
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会 シンポジウム「微生物の「声」が聴きたくて… 単細胞生物のコミュニケーションスキル」
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂肪酸化合物を介した酵母細胞間のコミュニケーション2017

    • 著者名/発表者名
      八代田陽子
    • 学会等名
      第54回植物化学シンポジウム「ファイトバイオーム:植物化学物質による生物間コミュニケーションへの誘い」
    • 招待講演
  • [学会発表] アミノ酸取り込みを調節する酵母細胞間相互作用2017

    • 著者名/発表者名
      八代田陽子
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会 ワークショップ「ライフイベントを紡ぐ栄養環境への適応機構」
    • 招待講演
  • [図書] 第10章 酵母ケミカルゲノミクスを用いた化合物作用機序解明のための大規模高速解析法(「酵母菌・麹菌・乳酸菌の産業応用展開」)2018

    • 著者名/発表者名
      八代田陽子、吉田稔
    • 総ページ数
      264
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1317-7
  • [備考] 化合物の標的機能を決定するツールを開発-酵母の化学遺伝学アプローチで化合物の標的予測/同定が迅速に-

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2017/20170725_1/

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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