グラフィカル・モデリングに基づく相互作用推定法の理論的研究と適用

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15014208
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堀本 勝久 東京大学, 医科学研究所, 科学技術振興特任教員 (40238803)
• 研究分担者: 藤 博幸 京都大学, 化学研究所, 科学技術振興特任教員 (70192656)
• キーワード: ネットワーク / 統計解析 / 遺伝子制御 / 蛋白質相互作用 / ゲノム / ウェブサイト / グラフィカル・モデル

研究概要

本研究は、多変量解析法の一手法であるグラフィカル・モデリングに基づいて、直接的な相互作用を間接的な相互作用から判別し相互作用の全体像を推定する方法を開発し、遺伝子発現プロファイル、配列情報、立体構造情報などの生物情報に適用し、生命を構成する物質間の関係性の理解を深めることを目的とした。本年度の具体的な目標として、以下の課題を挙げた。
(1)データの収集と整備
遺伝子発現プロファイルについては、web上に公開されている遺伝子発現データを収集し、プログラムに取り込めるように整備する。同時に立体構造既知の蛋白質配列についても、各種データベースより収集し、配列アライメントを行う。
(2)グラフイカル・ガウシアン・モデリングによる相互作用推定法を統合したシステムの構築
クラスター法を利用し自動的にグループ化されたデータから、グラフィカル・ガウシアン・モデリングによって直接相互作用を推定する方法を、一つのシステムとして実行できるように統合する。
(3)統合システムの遺伝子発現プロファイルへの適用
統合システムによって、遺伝子の相互作用を推定、推定結果を転写因子による制御関係などの既知の知識と照応を行う。
(4)統合システムの配列・立体構造データへの適用
統合システムによって、配列の相互作用領域の推定を行い、その結果を立体構造データを照応し、評価を行う。
上記、課題のうち、(1)(2)については、達成できた。特に、相互作用推定法を統合したシステムの構築し、web上で公開した(URL:http://eureka.ims.u-tokyo.ac.jp/asian/)。(3)(4)については、一部の解析は終了し、その成果を部分的には発表した。解析を継続し、更なる成果を公表する準備をしている。

研究成果

• [文献書誌] Aburatani, S: "Deduction of a gene regulatory relationship framework from gene expression data by the application of graphical Gaussian modeling"Signal Processing. 83. 777-788 (2003)
• [文献書誌] Horimoto, K.: "A Web Site for Network Inference"Genome Informatics. 14. 278-279 (2003)
• [文献書誌] 堀本勝久: "遺伝子発現プロファイルからの制御機構の推定"ソフトウェアバイオロジー. 2. 26-29 (2003)
• [文献書誌] Sato, T: "Prediction of Protein-Protein Interactions from Phylogenetic Trees Using Partial Correlation Coefficient, Genome Informatics"Genome Informatics. 14. 496-497 (2003)
• [文献書誌] Aburatani, S: "Internet Tool for Network Inference"Proceedings of 8^<th> World Conference on Systematics, Cybernetics and Informatics. (印刷中). (2004)
• [文献書誌] Imaizumi, A.: "Reconstruction of Genetic Network in Tryptophan Metabolism from Gene Expression Profiles"Proceedings of 8^<th> World Conference on Systematics, Cybernetics and Informatics. (印刷中). (2004)