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2004 年度 実績報告書

転写因子のターゲット部位予側にもとづく遺伝子の機能及び相互作用推定

研究課題

研究課題/領域番号 16014226
研究機関特殊法人日本原子力研究所

研究代表者

河野 秀俊  特殊法人日本原子力研究所, 計算科学技術推進センター, 副主任研究員 (40291918)

研究分担者 KIM Thi Phuong Oanh  特殊法人日本原子力研究所, 計算科学技術推進センター, 博士研究員 (90370387)
キーワードゲノム / 核酸 / 蛋白質 / 転写因子 / 発現制御
研究概要

転写因子それぞれの結合部位を予測するため、DNA結合蛋白質とDNAの複合体から統計ポテンシャルを求め、そのポテンシャルを用いてゲノム上からDNA結合蛋白質のターゲット部位を探した。そのため、まず、年々増加しつづけている立体構造データベース(PDB)から蛋白質一DNA複合体の立体構造を自動的に抽出し、定期的にポテンシャルをアップデートするシステムを構築した。その複合体の解析を行い、直接認識、間接認識の両統計ポテンシャルを更新した。それを用いて、さまざまなDNA結合蛋白質とそのターゲット配列の認識機構の違いを定量的に評価することができた。また、DNA結合蛋白質は、ゲノムのORFの上流・下流に結合して、転写を制御していることが知られている。そこで、任意の長さの上流・下流のDNA配列を抽出することを行った。その抽出した配列に対して、更新したポテンシャルを用いて、蛋白質のフォールドタイプを探すスレッディング法のアナロジーにより、DNA結合蛋白質のターゲット部位を探すことを行った。さらに、遺伝子の機能、相互作用の推定を、「同じ転写因子によって制御されている遺伝子は、機能的に関係が深く、共同的に一連のパスウェイ上で働くことが多い」という経験則にもとついて行った。酵母のゲノムに対して、転写因子Matα2/MCM1に制御されている遺伝子を特定した。その遺伝子の機能を確認したところ、すべてmatingに関する遺伝子であることがわかり、少なくともこの場合は経験則の妥当性を示すことができた。この経験則がどの程度当てはまるか定量的に示すために、その他の転写因子についての網羅的解析を開始した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Newly sequenced eRF1s from ciliates: the diversity of stop codon usage and the molecular surfaces that are important for stop codon interactions2005

    • 著者名/発表者名
      Kim, O.T.P
    • 雑誌名

      Gene 346

      ページ: 277-286

  • [雑誌論文] Protein-DNA Recognition Patterns and Predictions2005

    • 著者名/発表者名
      Sarai, A.
    • 雑誌名

      Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 34

      ページ: 379-398

  • [雑誌論文] Integration of bioinformatics and computational biology to understand protein-DNA recognition mechanism2005

    • 著者名/発表者名
      Sarai, A.
    • 雑誌名

      J. Bioinform. Comput. Biol. 3

      ページ: 1-15

  • [図書] DNA-Protein Interaction: Target Prediction in Compact HandBook of Computational Biology, eds. Konopka, A. and Crabbe, M. J.2004

    • 著者名/発表者名
      Sarai, A.
    • 総ページ数
      241-278
    • 出版者
      Marcel Dekker Inc

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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