遺伝子発現制御ネットワークの情報科学的解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12206076
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 冨田 勝 慶應義塾大学, 環境情報学部, 教授 (60227626)
• キーワード: 塩基配列解析 / 遺伝子発現制御 / 情報科学 / 選択的スプライシング / コドン使用頻度 / 細胞シミュレーション / E-CELL / lacオペロン

研究概要

プロテオーム解析などで各遺伝子の機能が網羅的に明らかになりつつある。それに伴い、各遺伝子がいつどのように発現するかという遺伝子発現制御システムの解析は、生命のダイナミックな振る舞いを解明する上で極めて重要な研究課題である。本研究では、情報科学的手法を駆使してこの問題をミクロ的におよびマクロ的にアプローチしている。
ミクロ的アプローチとしては、配列情報に基づいて各遺伝子の発現制御を推測する。遺伝子発現制御というと転写因子による制御が有名であるが、それ以外にも多くの制御が関与している。本研究では以下に示した制御をコンプリートゲノムの配列から情報科学的な解析を試みる。(1)転写終結部位(2)翻訳開始開始(3)翻訳終結部位(4)選択的スプライシング(5)コドン使用の偏り
マクロ的アプローチとしては、遺伝子発現によって制御されている系全体の振る舞いを、コンピュータシミュレーションによって解析する。これまでに我々は、細胞代謝の振る舞いを統合的にシミュレートするためのソフトウェア「E-CELL」を開発してきた。本研究ではまず、実験データが豊富に揃っている以下の2つの系をモデル化することによって、遺伝子発現系仮想実験のための基盤技術を確立することを目的とする。
(1)λファージのライフサイクル(2)大腸菌lacオペロン

研究成果

• [文献書誌] Tomita,M: ""Whole cell simulation : A grand challenge of the 21st century""Trends in Biotechnology. (in press).
• [文献書誌] Sakai,H.: ""Correlation between Shine-Dalgarno sequence conservation and codon usage of bacterial genes""Journal of Molecular Evolution.. 52(2):1. 64-170 (2001)
• [文献書誌] Reina Uno,: ""The orientation bias of Chi sequences is a general tendency of G-rich oligomers""Gene. 259. 207-215 (2000)
• [文献書誌] Rintaro Saito: ""Computer analysis of potential stem structures of rRNA operons in various procaryote genomes""Gene. 259. 217-222 (2000)
• [文献書誌] Kawai,J.: ""Functional annotation of a full-length mouse cDNA collection""Nature. 409. 685-690 (2001)
• [文献書誌] Goto M,: ""Casual Analysis of CpG Suppression in the Mycoplasma Genome""Microbial and Comparative Genomics. 5. 51-58 (2000)