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2012 年度 実績報告書

非モデル生物におけるゲノム解析法の確立

計画研究

研究領域複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
研究課題/領域番号 22128008
研究機関金沢大学

研究代表者

西山 智明  金沢大学, 学際科学実験センター, 助教 (50390688)

研究分担者 重信 秀治  基礎生物学研究所, 生物機能解析センター, 特任准教授 (30399555)
門田 幸二  東京大学, 農学生命科学研究科, 特任准教授 (60392221)
研究期間 (年度) 2010-06-23 – 2015-03-31
キーワードゲノムアセンブリー / トランスクリプトーム解析
研究概要

[1] Illuminaと単分子シーケンサーのデータを組み合わせたゲノムアセンブリー法を検討し、Burkhorderia sp. についてはAllpaths-LGを用いて24 Scaffoldまでにする事ができた。また、ネムリユスリカについて短リードで構築したScaffoldのGapを単分子シーケンサーのデータで埋める解析を行った。
[2] 細胞内共生細菌ブフネラを格納するアブラムシの共生器官から得られたtotal RNAをSPIA法によって増幅しHiSeqシークエンスを行い、宿主真核細胞と共生原核細胞の同時RNA-seqに成功した。両者のRibosomal RNAの混入は約50%であった。これは、真核細胞と原核細胞を含む共生・寄生系のトランスクリプトーム解析に広く応用できる。
[3] RNA-seqアセンブリのアノテーションとwebインターフェイスの構築を行った。
[4] 23年度に開発したタグカウントデータ正規化法(TbT法)は、正規化時に「発現変動遺伝子(DEG)検出・排除」のステップを組み込んだ頑健な正規化法であるが、計算時間が大きいという問題が残されていた。今年度は提唱した正規化戦略(DEG elimination strategy; DEGES)を一般化し、DEG検出法をパラメトリックな方法に切り替えた正規化法の開発を行った。TbT法とほぼ同精度かつ100倍程度高速なDEGESに基づく複数の正規化法をRパッケージTCCに実装した。

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

バクテリアのゲノムアセンブリーが順調にできることが達成された。
また、RNA-seq解析を参照配列無しにアセンブルしてタグ計数データを得て比較できるようになった。

今後の研究の推進方策

[1] 長距離のscaffolding をする10~20 kb インサートメイトペアライブラリと、40 kb インサートfosmid ライブラリをイルミナで末端シーケンシングする技術を実現し、PacBio RSのデータを用いて長いContig サイズになっている上にscaffolding を行えるようにする。
[2] miRNA などの低分子RNA が発生、形態形成に関わっている例が知られており、新奇形態形質の獲得にも関与している可能性があるので、その解析技術を開発する。siRNA, miRNA およびその前駆体を含むnon-coding RNA を解析できる系をつくるためrRNA の選択的除去によるライブラリの他、低分子RNA をライブラリ化する方法を確立する。
[3] 5’末端シーケンスとRNA-seq のデータを統合してアノテーションを行うシステムを構築する。また、RNA-seq データに含まれるポリA の位置を認識して3’末端にあるポリA 付加サイトを明らかにしたアノテーションを可能にする。
[4] TCCパッケージ中に実装されているDEGESに基づく正規化法は、二群間比較用に限定されているため、多群間比較への対応を行う。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Aphids evolved novel secreted proteins for symbiosis with bacterial endosymbiont2013

    • 著者名/発表者名
      Shigenobu, S. and Stern, D
    • 雑誌名

      Proc. Royal Soc. B

      巻: 280 ページ: 20121952

    • DOI

      10.1098/rspb.2012.1952

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A normalization strategy for comparing tag count data2012

    • 著者名/発表者名
      Kadota K., Nishiyama T., Shimizu K.
    • 雑誌名

      Algorithms Mol. Biol.

      巻: 7 ページ: 5

    • DOI

      10.1186/1748-7188-7-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Digital gene expression profiling by 5'-end sequencing of cDNAs during reprogramming in the moss Physcomitrella patens.2012

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama T., Miyawaki K., Ohshima M., Thompson K., Nagashima A., Hasebe M., Kurata T
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7 ページ: e36471

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0036471

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploration and characterization of genes involved in the synthesis of diterpene defence secretion in nasute termite soldiers2012

    • 著者名/発表者名
      Hojo M., Maekawa K., Saitoh S., Shigenobu S., Miura T., Hayashi Y., Tokuda G., Maekawa H
    • 雑誌名

      Insect Mol Biol

      巻: 21 ページ: 545-557

    • DOI

      10.1111/j.1365-2583.2012.01162.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of an EMS-induced causal mutation in a gene required for boron-mediated root development by low-coverage genome re-sequencing in Arabidopsis.2012

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tabata, Takehiro Kamiya, Shuji Shigenobu, Katsushi Yamaguchi, Masashi Yamada, Mitsuyasu Hasebe, Toru Fujiwara, Shinichiro Sawa
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 8 ページ: e22534

    • DOI

      10.4161/psb.22534

    • 査読あり
  • [学会発表] 食品機能解析研究とバイオインフォマティクス2013

    • 著者名/発表者名
      門田幸二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2013年度大会
    • 発表場所
      仙台 (東北大学川内北キャンパス)
    • 年月日
      20130324-20130328
    • 招待講演
  • [学会発表] Rでトランスクリプトーム解析2013

    • 著者名/発表者名
      門田幸二
    • 学会等名
      HPCI チュートリアルセミナー
    • 発表場所
      東京 (産総研臨海副都心センター別館8階)
    • 年月日
      20130307-20130307
    • 招待講演
  • [学会発表] Optimization of Procedures of Genomic DNA Preparation in Diverse Organisms for Single Molecule Real-Time Sequencing.2013

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Shibata, Tomoaki Nishiyama, Shuji Shigenobu, Mitsuyasu Hasebe
    • 学会等名
      The 14th annual Advances in Genome Biology and Technology (AGBT) meeting
    • 発表場所
      フロリダ (Marco Island Marriott Resort & Golf Club))
    • 年月日
      20130220-20130223
  • [学会発表] 1分子シークエンシングを用いた共生生物ゲノムのde novo アセンブリ2012

    • 著者名/発表者名
      柴田朋子、前田太郎、西山智明、菊池義智、重信修治、深津武馬、長谷部光泰
    • 学会等名
      日本進化学会第14回東京大会
    • 発表場所
      東京 (首都大学東京)
    • 年月日
      20120821-20120824
  • [学会発表] Digital gene expression profiling by 5’-end sequencing of cDNAs during2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Nishiyama, Kaori Miyawaki, Masumi Ohshima, Kari Thompson, Akitomo Nagashima, Mitsuyasu Hasebe & Tetsuya Kurata
    • 学会等名
      moss2012
    • 発表場所
      ニューヨーク (ニューヨーク植物園)
    • 年月日
      20120616-20120618
  • [図書] 「非モデル植物におけるNGSを用いたゲノム統合解析」(菅野純夫、鈴木穣 監『次世代シーケンサー』)2012

    • 著者名/発表者名
      西山智明、長谷部光泰
    • 総ページ数
      239-248
    • 出版者
      学研メディカル秀潤社
  • [備考] (Rで)塩基配列解析

    • URL

      http://www.iu.a.u-tokyo.ac.jp/~kadota/r_seq.html

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公開日: 2015-05-28  

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