微生物ゲノムと細胞機能の統合データベースの開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15013227
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 金久 實 京都大学, 化学研究所, 教授 (70183275)
• 研究分担者: 川島 秀一 京都大学, 化学研究所, 助手 (50314274)
• キーワード: ゲノムデータベース / バイオインフォマティクス / システム生物学 / マイクロアレイ / オーソログ解析 / パスウェイ解析 / 機能予測

研究概要

ゲノムから生命システムの理解を目指した新しい研究の流れの中で、データベースの役割も大きく変化しつつある。第1にデータベースの内容として、配列や立体構造といった個々の分子レベルの情報だけでは不十分であり、相互作用ネットワークや細胞プロセスといった高次レベルの情報を提供できなければならない。第2にデータベースの構築法として、著者が配列データや立体構造データをサブミットするやり方では不十分であり、研究コミュニティの知識が継続的にデータベースに反映される形態をとる必要がある。本研究は本領域が重点的に解析を行ってきた枯草菌とシアノバクテリアを主な対象として、遺伝子・分子レベルのデータや知識から細胞・個体レベルでの機能情報を見いだすための統合データベースを開発し、同時に研究コミュニティと連携したコミュニティデータベースの枠組みを構築することを目的としている。平成15年度の研究実績は以下の通りである。(1)枯草菌データベースBSORFをリレーショナルデータベース化し、各研究者が入力できるコミュニティデータベースとしての運用を開始した。また奈良先端大小笠原研究室のマイクロアレイ実験データと我が国の研究コミュニティによる必須遺伝子の情報を取り込み、さらにKEGGシステムへのリンクを充実させて、生物種間比較解析やパスウェイ解析を可能とした。(2)シアノバクテリアのコミュニティデータベースCYORFに新たに9種類のゲノムを追加し、シアノバクテリア間の比較解析を充実させた。またゲノム比較ツールを改良し、保存されたオペロン構造の解析などを可能とした。(3)多数のゲノムの配列比較からオーソログクラスターを同定する方法の完全自動化を行った。(4)シアノバクテリアの転写関連遺伝子を系統的に調べ、大腸菌、枯草菌との違いや、シアノバクテリア各種内での違いについて解析を行った。

研究成果

• [文献書誌] Kanehisa, M., Goto, S., Kawashima, S., Okuno, Y., Hattori, M.: "The KEGG resource for deciphering the genome"Nucleic Acids Res. 32. D277-D280 (2004)
• [文献書誌] Vert, J.-P., Kanehisa, M.: "Extracting active pathways from gene expression data"Bioinformatics. 19. ii238-ii234 (2003)
• [文献書誌] Park, K.-J., Kanehisa, M.: "Prediction of protein subcellular locations by support vector machines using compositions of amino acids and amino acid pairs"Bioinformatics. 19. 1656-1663 (2003)
• [文献書誌] Yamanishi, Y., Vert, J.-P., Kanehisa, M.: "Extraction of correlated gene clusters from multiple genomic data by generalized kernel canonical correlation analysis"Bioinformatics. 19. i323-i330 (2003)
• [文献書誌] Kanehisa, M., Bork, P.: "Bioinformatics in the post-sequence era"Nature Genetics. 33. 305-310 (2003)