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2017 年度 実施状況報告書

統合ネットワークによる遺伝子機能予測モデルの高精度かつ持続的な構築法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K07663
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

福島 敦史  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (80415281)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードバイオインフォマティクス / 園芸ゲノム科学
研究実績の概要

本研究では、遺伝―環境相互作用の解明とその植物生理を深く理解するため、トランスクリプトームデータのみならず、様々な分子群に関するデータおよび知識の統合を目指している。今年度は、統合すべきオミックスデータの評価と、より高い信頼性のある遺伝子機能予測法の開発のための調査を進めた。トランスクリプトームレベルのみ利用した場合の限界を超えるために、タンパク質間相互作用データなどを統合的に利用し、遺伝子間機能的ペア推定を信頼性高くする試みであった。また、遺伝子間の関連性推定には、ピアソン相関のみならず、相互情報量に基づく統計量を利用した複雑な遺伝子制御ネットワークの推定を検討した。また、実用作物例えばトマトではゲノム情報が公開されているが、シロイヌナズナやイネと比べてその遺伝子機能アノテーションの品質が十分とは言えない状況がある。これらの問題を克服するための第一歩として、利用可能なリシーケンスデータ等を適切に再解析し、アノテーションの改善が必要であることがわかった。次年度以降には、遺伝子―遺伝子間の機能的関連性を定量化・予測するためのネットワークモデル構築法とその統計的評価法を開発・実装していく。最終的には、作物収量の増大やストレス付与といった有用形質獲得の背後にある遺伝子制御ネットワークの解明を目指す。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

遺伝子機能予測ネットワークモデル性能の客観的評価方法の開発および改善に時間がかかっている。そのため、収集したデータについて統合し、ネットワークモデル構築から有用な結果を引き出すところまで研究は進展していない。

今後の研究の推進方策

遺伝子機能予測ネットワークモデル性能の客観的評価方法の開発を推進する。また、周辺研究分野で開発されているデータマイニング手法に注視し、これまで以上に研究を加速させたい。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Metabolic Reprogramming in Leaf Lettuce Grown Under Different Light Quality and Intensity Conditions Using Narrow-Band LEDs2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Kitazaki, Atsushi Fukushima, Ryo Nakabayashi, Yozo Okazaki, Makoto Kobayashi, Tetsuya Mori, Tomoko Nishizawa, Sebastian Reyes-Chin-Wo, Richard W. Michelmore, Kazuki Saito, Kazuhiro Shoji, Miyako Kusano
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High Impact Gene Discovery: Simple Strand Specific mRNA Library Construction and Differential Regulatory Analysis Based on Gene Co-expression Network2018

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Ichihashi, Atsushi Fukushima, Arisa Shibata, Ken Shirasu
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

  • [雑誌論文] eQTLs Regulating Transcript Variations Associated with Rapid Internode Elongation in Deepwater Rice2017

    • 著者名/発表者名
      1.Takeshi Kuroha, Keisuke Nagai, Yusuke Kurokawa, Yoshiaki Nagamura, Miyako Kusano, Hideshi Yasui, Motoyuki Ashikari, Atsushi Fukushima
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 8 ページ: 1753

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.01753

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acetate-mediated novel survival strategy against drought in plants2017

    • 著者名/発表者名
      Jong-Myong Kim, Taiko Kim To, Akihiro Matsui, Keitaro Tanoi, Natsuko I. Kobayashi, et al.
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 3 ページ: 17097

    • DOI

      10.1038/nplants.2017.97

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Combined Low Glutathione with Mild Oxidative and Low Phosphorus Stress on the Metabolism of Arabidopsis thaliana2017

    • 著者名/発表者名
      3.Atsushi Fukushima, Mami Iwasa, Ryo Nakabayashi, Makoto Kobayashi, Tomoko Nishizawa, Yozo Okazaki, Kazuki Saito, Miyako Kusano
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 8 ページ: 1464

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.01464

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2018-12-17  

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