2019 年度研究成果報告書

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

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研究課題/領域番号	17K07663
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	園芸科学
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
研究成果の概要	本研究課題では、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、様々な分子群に関するオミックスデータおよび知識の統合を試みた。主な成果として（１）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を進めた。（２）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。（３）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の一部としてdifferential regulation analysisにより転写因子等の制御因子予測を行うことを可能とした。
自由記述の分野	植物システム生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	断続的に産出されるオミックスデータに対応し、遺伝子機能予測モデルの構築を“持続的に”行うことができる統計モデルは、利用可能なオミックスデータが増えるに従って、予測精度の改善が見込まれる。このため、持続的にその構築を行うソフトウェア実装が重要となる。植物の持つ環境応答の頑健さと柔軟さとを理解するため、生理機能の背後にある遺伝子ネットワークの特性解明に大きく寄与する。本研究課題の遺伝子機能予測モデルおよび解析手法は、将来的に総合的な「環境適応型植物設計システム」の重要なモジュールの一つとなりうる(新技術の創製)。