情報表現モデルによるゲノム配列情報のモデル化と予測

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12208010
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 矢田 哲士 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (10322728)
• 研究分担者: 浅井 潔 産業技術総合研究所, 生命情報科学研究センター, 総括主任研究員
• キーワード: バイオインフォマティクス / ゲノム / 遺伝子発見 / 確率モデル / 統計推定 / 学習アルゴリズム / 認識アルゴリズム / データマイニング

研究概要

昨年度に研究開発した汎用アルゴリズムを、複数のヒトab initio遺伝子発見プログラムを組み合わせて遺伝子を発見するプログラムDIGIT(DigitIntegrates Gene Identification Tools)にまとめ、そのwebサーバを開発した(http://digit.ims.u-tokyo.ac.jp/)。さらに、DIGITを利用したヒトゲノムの網羅的な探索を行ない、既知遺伝子とはほとんど配列が類似しない約15,000個の遺伝子(DIGITized genes)を新たに発見し、その配列データをwebサーバから併せて公開した。DIGITは、ホモログ遺伝子が未知の場合にも、ab initio遺伝子発見プログラムが検出してしまう数多くの擬陽性を低く抑えることに成功しているため、DIGITized genesには数多くの未知遺伝子が高い確率で含まれていることが期待される。また、遺伝子領域発見システムGeneDecoderにBLASTによるホモロジー情報、EST情報を統合するシステムを実装し、ヒトGPCR遺伝子発見、麹菌ゲノム解析に使用された。このGeneDecoderの開発により、ゲノム注釈付け作業のうち、これまで手作業で行われてきた部分の一部を自動化することに成功した。さらに、選択的スプライシングのシミュレータの構築を目指し、Alternative Splicing DatabaseやRefSeqから、600遺伝子座、4,100産物に関する信頼性の高い選択的スプライシングデータを収集・整理した。さらに、選択的スプライシングの予測技術として、準最適解が導出できるHMMの認識アルゴリズムを考察し、そのプロトタイピングを行なった。

研究成果

• [文献書誌] Y.Watanabe, A.Fujiyama, Y.Ichiba, M.Hattori, T.Yada et al.: "Chromosome-wide assessment of replication timing for human chromosomes 11q and 21q : disease-relate genes in timingswitch regions"Human Molecular Genetics. 11. 13-21 (2002)
• [文献書誌] T.Yada, Y.Totoki, T.Takagi, K.Nakai: "A novel bacterial gene-finding system with improved accuracy in locating start codons"DNA Res.. 8. 97-106 (2001)
• [文献書誌] F.Miura, T.Yada, K.Nakai, Y.Sakaki, T.Ito: "Differential display analysis of mutants for the transcription factor pdr1p regulating multidrug resistance in the budding yeast"FEBS Letters. 505. 103-108 (2001)
• [文献書誌] 浅井潔, 上野豊: "遺伝子発見のための統合ソフトウェア"蛋白質核酸酵素. Vol.46 No.16. 2510-2514 (2001)
• [文献書誌] 浅井潔: "確率モデルと遺伝子構造"数理科学. 8月号. 8-15 (2001)