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2017 年度 実績報告書

ヌクレオソーム配置を介した遺伝子発現制御機構の解明:ゲノム高次構造と遺伝子共発現

研究課題

研究課題/領域番号 15K20863
研究機関東北大学

研究代表者

青木 裕一  東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 助教 (40747599)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード遺伝子共発現 / 遺伝子共発現ネットワーク / 共発現データベース / 遺伝子発現制御 / ヌクレオソーム / シロイヌナズナ
研究実績の概要

本研究では、モデル植物シロイヌナズナを対象に、ゲノムにおける様々な特徴の類似性を利用して、遺伝子発現パターンが似ている遺伝子群(共発現遺伝子群)を推定するバイオインフォマティクス的手法を開発することを目標としている。特に、ゲノム高次構造が遺伝子発現に及ぼす影響を明らかにするために、多様な細胞条件におけるヌクレオソーム形成領域/オープンクロマチン領域の動的変化に着目する。平成29年度は、前年度に引き続き、MNase-Seq法をはじめとしたヌクレオソーム形成領域/オープンクロマチン領域の特定手法の次世代シークエンサーデータを網羅的に公共データベースから取得し、遺伝子発現ならびに遺伝子共発現との関係性を解析した。転写開始点直上のヌクレオソーム形成状態が遺伝子発現に強く影響することを明らかにすると共に、タンパク質コード領域の進化的新旧度によって個々の遺伝子のヌクレオソーム形成状態をある程度は推定可能であることを見出した。タンパク質の進化的新旧度は遺伝子共発現ネットワークの基本構造に強い影響を及ぼしており、ヌクレオソーム配置を介在因子として注目することで、遺伝子発現制御と遺伝子機能の両面から遺伝子共発現ネットワークの形成メカニズムを考察することが可能となった。得られた知見は、運用中の高等植物遺伝子共発現データベースATTED-II(http://atted.jp)ならびに微細藻類遺伝子共発現データベースALCOdb(http://alcodb.jp)で提供している遺伝子共発現データの品質向上への応用を進めている。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] ATTED-II in 2018: A Plant Coexpression Database based on Investigation of Statistical Property of the Mutual Rank Index2018

    • 著者名/発表者名
      Obayashi T, Aoki Y, Tadaka S, Kagaya Y, Kinoshita K.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiology

      巻: 59 ページ: e3

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx191

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Root-knot and cyst nematodes activate procambium-associated genes in Arabidopsis roots2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuka L Yamaguchi, Reira Suzuki, Javier Cabrera, Satoru Nakagami, Tomomi Sagara, Chika Ejima, Ryosuke Sano, Yuichi Aoki, Rocio Olmo Lopez, Tetsuya Kurata, Takeshi Obayashi, Taku Demura, Takashi Ishida, Carolina Escobar, Shinichiro Sawa
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 8 ページ: 1195

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.01195

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] シロイヌナズナの遺伝子共発現ネットワークにおけるタンパク質細胞内局在の影響2018

    • 著者名/発表者名
      青木裕一, 大林武, 木下賢吾
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 植物研究への深層学習の応用2017

    • 著者名/発表者名
      青木裕一
    • 学会等名
      第11回 植物バイオ研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層学習を用いた遺伝子の機能推定2017

    • 著者名/発表者名
      青木裕一
    • 学会等名
      第35回日本植物細胞分子生物学会 大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物ビッグデータ時代における人工知能の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      青木裕一
    • 学会等名
      仙台プラズマフォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子の機能推定における深層学習技術の活用2017

    • 著者名/発表者名
      青木裕一
    • 学会等名
      第4回東北大学人工知能学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層学習を用いた植物分子生物学2017

    • 著者名/発表者名
      青木裕一
    • 学会等名
      植物科学シンポジウム2017
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工知能技術の分子生物学研究への応用2017

    • 著者名/発表者名
      青木裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第181回例会
    • 招待講演
  • [図書] AI導入によるバイオテクノロジーの発展2018

    • 著者名/発表者名
      青木裕一(監修: 植田充美)
    • 総ページ数
      234
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1315-3
  • [備考] 高等植物の遺伝子共発現データベース ATTED-II

    • URL

      http://atted.jp

  • [備考] 微細藻類の遺伝子共発現データベース ALCOdb

    • URL

      http://alcodb.jp

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公開日: 2018-12-17  

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