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2019 年度 実績報告書

網羅的塩基配列解読データを用いたコンタミネーションの検出と影響解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00396
研究機関東京大学

研究代表者

朴 聖俊  東京大学, 医科学研究所, 特任講師 (40759411)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードコンタミネーション / バイオインフォマティクス / 次世代シークエンシング
研究実績の概要

本研究では、解析対象の実験サンプル(標的細胞)に様々な原因で混入する細菌・ウイルスなどの微生物(コンタミ)を精度よく同定し、その影響を推定する計算アルゴリズムの研究開発を目的とする。ここでは、次世代シークエンシング(NGS)データを用いて汚染プロファイルを行っている。最終年度では当初の計画通り、アルゴリズムのブラッシュアップと成果発表、解析結果を広く公開するための情報基盤を構築した。
前年度に引き続き、解析パイプラインと複合非負値行列因子分解、ネットワーク解析、遺伝子機能解析を融合したアプローチの研究開発を行い、公共NGSデータを用いて本手法の有効性を評価した。この手法では、NGSリードのホスト由来とコンタミ由来を高確度で見分けるために、独自のスコアリングとランダムサンプリングによる統計的アプローチを加えている。これにより、サンプル全体の汚染度合いの推定と細菌・ウイルス種同定をより精密に行うことができるようになった。この手法を大量のデータセットに適応したところ、標的細胞の培養などの実験条件、シークエンシングを行った研究環境などに依存した汚染プロファイルの違いが明確になった。一方、使用試薬などの付随情報が欠けているため、コンタミ混入原因の特定が難しいことから、本研究での解析情報をデータベース化して公開することで今後の発展につなげたい。この研究成果は国際ジャーナルに原著論文としてまとめ、国内外の学会で発表を行った。
オンラインツールOpenContami(https://openlooper.hgc.jp/opencontami/)に関して、開発手法の移植とコンタミ情報のデータベース化を済ませており、引き続き、1000人ゲノムプロジェクトの全ゲノムNGSデータ2000サンプル以上、GEUVADISプロジェクトのRNA-seq 500サンプル以上の解析データを集約・公開している。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A systematic sequencing-based approach for microbial contaminant detection and functional inference2019

    • 著者名/発表者名
      Sung-Joon Park, Satoru Onizuka, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Takanori Iwata, and Kenta Nakai
    • 雑誌名

      BMC Biology

      巻: 17 ページ: 72

    • DOI

      https://doi.org/10.1186/s12915-019-0690-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 歯根膜組織由来間葉系幹細胞シートによる歯周組織再生2020

    • 著者名/発表者名
      鬼塚 理, 朴 聖俊, 貝淵 信之, 妻沼 有香, 安藤 智博, 中井 謙太, 岩田 隆紀
    • 学会等名
      第19回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] OpenContami: A Web-based Application for Detecting Microbial Contaminants in Next-generation Sequencing2019

    • 著者名/発表者名
      Sung-Joon Park, Satoru Onizuka, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Takanori Iwata and Kenta Nakai
    • 学会等名
      第8回生命医薬情報学連合大会
  • [学会発表] Host-unmapped NGS reads shape the prevalence of microbial contamination2019

    • 著者名/発表者名
      Sung-Joon Park and Kenta Nakai
    • 学会等名
      The Biology of Genomes
    • 国際学会
  • [備考] OpenContami

    • URL

      https://openlooper.hgc.jp/opencontami/

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公開日: 2021-01-27  

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