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2021 年度 実施状況報告書

RNA-クロマチン相互作用予測と応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K20032
研究機関早稲田大学

研究代表者

浜田 道昭  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00596538)

研究分担者 岩切 淳一  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (40770160)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2023-03-31
キーワード長鎖ノンコーディングRNA / クロマチン / R-loop / リピート要素 / トランスポゾン
研究実績の概要

RNAクロマチン相互作用の予測に関連した以下の研究を行った.
(1) 公共のiMARGI(RNAクロマチン相互作用の網羅的な実験データ)データをデータセットを用いて,6つのセルラインに対するRNAクロマチン相互作用の配列データの解析を行った.特に,細胞種間でのRNAクロマチン相互作用の保存性やRNAクロマチンn相互作用に寄与するトランスポゾンの同定などを行った.また,相互作用の予測モデルの構築も行った.
(2) R-loopデータ(RNAとDNAの相互作用の網羅的なデータ)の解析を行った.その結果, 様々な生物種において,R-loop形成に関連する異なる繰り返し要素を見出した.ヒト、ミバエ、シロイヌナズナでは,sattellite, LINE, DNAトランスポゾンがR-ループに特異的に濃縮されていることが確認された.また、R-loopは生物種を超えて,低複雑度あるいは単純な繰り返しの領域に生じる傾向があった.また,R-ループの形成に関わる繰り返し要素は発生段階によって異なることがわかった.例えば、LINEやlong terminal repeat retrotransposon(LTR)はembryosでR-loopを含みやすく、その後、S2細胞で低複雑度かつ単純な繰り返し配列がR-loopを含みやすいことがわかった.結果は以下の論文で発表を行った.
Chao Zeng*, Masahiro Onoguchi, Michiaki Hamada*, Association analysis of repetitive elements and R-loop formation across species, Mobile DNA, 12(3), 2021. doi: 10.1186/s13100-021-00231-5.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

RNAクロマチンの相互作用に関して2つの観点から研究を行った.特にR-loopに関する研究では,配列特徴が初めて明らかになった.RNAクロマチン相互作用に関するバイオインフォマティクス研究は現時点においても少数であり優位性がある.

今後の研究の推進方策

今まで得られている解析結果をもとに,RNAクロマチン相互作用の予測モデルを構築し,さらにそれを用いた応用研究を行う.

次年度使用額が生じた理由

適当な人材が見つからなかったため.またコロナの影響で出張が制限されていたため.RAなどの人件費として活用し研究の加速をはかる.

  • 研究成果

    (57件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (43件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Prediction of RNA?protein interactions using a nucleotide language model2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Keisuke、Hamada Michiaki
    • 雑誌名

      Bioinformatics Advances

      巻: 2 ページ: n/a

    • DOI

      10.1093/bioadv/vbac023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] G0S2 regulates innate immunity in Kawasaki disease via lncRNA HSD11B1-AS12022

    • 著者名/発表者名
      Okabe Mako、Takarada Shinya、Miyao Nariaki、Nakaoka Hideyuki、Ibuki Keijiro、Ozawa Sayaka、Watanabe Kazuhiro、Tsuji Harue、Hashimoto Ikuo、Hatasaki Kiyoshi、Hayakawa Shotaro、Hamaguchi Yu、Hamada Michiaki、Ichida Fukiko、Hirono Keiichi
    • 雑誌名

      Pediatric Research

      巻: n/a ページ: n/a

    • DOI

      10.1038/s41390-022-01999-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] HT-SELEX-based identification of binding pre-miRNA hairpin-motif for small molecules2022

    • 著者名/発表者名
      Mukherjee Sanjukta、Murata Asako、Ishida Ryoga、Sugai Ayako、Dohno Chikara、Hamada Michiaki、Krishna Sudhir、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Molecular Therapy - Nucleic Acids

      巻: 27 ページ: 165~174

    • DOI

      10.1016/j.omtn.2021.11.021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-resBind: a residual network-based multi-label classifier for in vivo RNA binding prediction and preference visualization2021

    • 著者名/発表者名
      Zhao Shitao、Hamada Michiaki
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 22 ページ: 554

    • DOI

      10.1186/s12859-021-04430-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of human gene annotations on RNA-seq differential expression analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Hamaguchi Yu、Zeng Chao、Hamada Michiaki
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 22 ページ: 730

    • DOI

      10.1186/s12864-021-08038-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clone decomposition based on mutation signatures provides novel insights into mutational processes2021

    • 著者名/発表者名
      Matsutani Taro、Hamada Michiaki
    • 雑誌名

      NAR Genomics and Bioinformatics

      巻: 3 ページ: lqab093,

    • DOI

      10.1093/nargab/lqab093

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binding patterns of RNA-binding proteins to repeat-derived RNA sequences reveal putative functional RNA elements2021

    • 著者名/発表者名
      Onoguchi Masahiro、Zeng Chao、Matsumaru Ayako、Hamada Michiaki
    • 雑誌名

      NAR Genomics and Bioinformatics

      巻: 3 ページ: lqab055

    • DOI

      10.1093/nargab/lqab055

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Umibato: estimation of time-varying microbial interaction using continuous-time regression hidden Markov model2021

    • 著者名/発表者名
      Hosoda Shion、Fukunaga Tsukasa、Hamada Michiaki
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: 37 ページ: i16~i24

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btab287

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long Non-Coding RNA CRNDE Is Involved in Resistance to EGFR Tyrosine Kinase Inhibitor in EGFR-Mutant Lung Cancer via eIF4A3/MUC1/EGFR Signaling2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Satoshi、Noro Rintaro、Seike Masahiro、Zeng Chao、Matsumoto Masaru、Yoshikawa Akiko、Nakamichi Shinji、Sugano Teppei、Hirao Mariko、Matsuda Kuniko、Hamada Michiaki、Gemma Akihiko
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 4005~4005

    • DOI

      10.3390/ijms22084005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible roles for the hominoid-specific DSCR4 gene in human cells2021

    • 著者名/発表者名
      Saber Morteza M.、Karimiavargani Marziyeh、Uzawa Takanori、Hettiarachchi Nilmini、Hamada Michiaki、Ito Yoshihiro、Saitou Naruya
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 96 ページ: 1~11

    • DOI

      10.1266/ggs.20-00012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Jonckheere?Terpstra?Kendall-based non-parametric analysis of temporal differential gene expression2021

    • 著者名/発表者名
      Iuchi Hitoshi、Hamada Michiaki
    • 雑誌名

      NAR Genomics and Bioinformatics

      巻: 3 ページ: lqab021

    • DOI

      10.1093/nargab/lqab021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of m6A-Associated RNA Binding Proteins Using an Integrative Computational Framework2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yiqian、Hamada Michiaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Genetics

      巻: 12 ページ: 625797

    • DOI

      10.3389/fgene.2021.625797

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Association analysis of repetitive elements and R-loop formation across species2021

    • 著者名/発表者名
      Zeng Chao、Onoguchi Masahiro、Hamada Michiaki
    • 雑誌名

      Mobile DNA

      巻: 12 ページ: 3

    • DOI

      10.1186/s13100-021-00231-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection and Characterization of Ribosome-Associated Long Noncoding RNAs2021

    • 著者名/発表者名
      Zeng Chao、Hamada Michiaki
    • 雑誌名

      Method in Molecular Biology

      巻: N/A ページ: 179~194

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1158-6_11

    • 査読あり
  • [学会発表] De novo repeat detection using inexact seed2022

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takeda(早大/CBBD-OIL), Yuta Imazu(東大), Daisuke Nonaka(東大), Tsukasa Fukunaga(早大), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      Tokyo Bioinformatics Meeting 第5回研究会
  • [学会発表] The function of transposons as cell-type specific gene regulatory regions in the adult mouse brain2022

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Sekine(早大), Masahiro Onoguchi(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      Tokyo Bioinformatics Meeting 第5回研究会
  • [学会発表] A novel fast pipeline for RNA homology search considering secondary structure2022

    • 著者名/発表者名
      Kento Kubo(早大), Tsukasa Fukunaga(早大), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      Tokyo Bioinformatics Meeting 第5回研究会
  • [学会発表] Estimation of Stability of State transition of Human gut microbiota using Hidden Markov Model2022

    • 著者名/発表者名
      YOKOYAMA Gentaro(早大), HOSODA Shion(早大/CBBD-OIL), FUKUNAGA Tsukasa(早大), HAMADA Michiaki(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      Tokyo Bioinformatics Meeting 第5回研究会
  • [学会発表] 二次構造情報を考慮したアプタマー生成モデル2022

    • 著者名/発表者名
      Akiya MICHISHITA(早大), Shunsuke SUMI(早大/京大) Natsuki IWANO(早大), Michiaki HAMADA(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      Tokyo Bioinformatics Meeting 第5回研究会
  • [学会発表] Classification of antibiotic resistance mechanisms considering the interaction of distal sequences2022

    • 著者名/発表者名
      Kanami Yagimoto(早大),Shion HOSODA(早大/CBBD-OIL),Michiaki HAMADA(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      Tokyo Bioinformatics Meeting 第5回研究会
  • [学会発表] The analysis of mutational signatures for understanding carcinogenesis considering temporal heterogeneity2022

    • 著者名/発表者名
      Shiina NAITO(早大), Taro Matsutani(早大/CBBD-OIL), Michiaki HAMADA(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      Tokyo Bioinformatics Meeting 第5回研究会
  • [学会発表] ヒトのエンハンサーと遺伝子相互作用や転写制御に影響する、方向性のある転写因子DNA結合配列の解析法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      大里直樹(早大)、浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第67回バイオ情報学研究会
  • [学会発表] 深層学習の予測結果に寄与する因子の大規模な解析に伴うノイズの影響の低減2022

    • 著者名/発表者名
      大里直樹(早大)、浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第24回情報論的学習理論ワークショップ
  • [学会発表] 深層学習を用いた、ヒトのエンハンサー・遺伝子相互作用に影響する転写因子の解析2022

    • 著者名/発表者名
      大里直樹(早大)、浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      「データ駆動・AI駆動を中心としたデジタルトランスフォーメーションによる生命科学研究の革新[バイオDX]」 キックオフシンポジウム「バイオDXの最前線」
  • [学会発表] ヒトのエンハンサーと遺伝子相互作用や転写制御に影響する、方向性のある転写因子DNA結合配列の解析法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      大里直樹(早大)、浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第68回バイオ情報学研究会
  • [学会発表] ヒトのエンハンサーと遺伝子相互作用や転写制御に影響する、方向性のある転写因子DNA結合配列の解析法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      大里直樹(早大)、浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] RNA情報学の最前線2022

    • 著者名/発表者名
      浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      生命情報科学勉強会
    • 招待講演
  • [学会発表] AIアプタマー創薬プロジェクト2022

    • 著者名/発表者名
      浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      日本医科大学・早稲田大学合同シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム社会とバイオインフォマティクス2022

    • 著者名/発表者名
      浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
    • 招待講演
  • [学会発表] AIアプタマー創薬「アプタマー研究の最前線」2022

    • 著者名/発表者名
      浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      分子生物学会ワークショップ1PWS1-09
    • 招待講演
  • [学会発表] レファレンスフリーな発現変動解析ツールの比較2022

    • 著者名/発表者名
      吉次なぎ(TIRI/早大)、浜口 悠(早大)、曽超(早大/CBBD-OIL)、浜田道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      RNAフロンティアミーティング
  • [学会発表] Searching for Repeat-derived Functional Elements in RNAs2021

    • 著者名/発表者名
      Chao Zeng(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
  • [学会発表] Prediction of RNA-Protein Interactions Using a Nucleotide Language Model2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yamada(早大), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
  • [学会発表] Relationship between abnormal retrotransposition and development of schizophrenia in neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Miyako Ishihara(早大), Kotaro Sekine(早大), Masahiro Onoguchi(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会・CJK第1回国際会議
  • [学会発表] The function of transposons as regulatory DNA elements in excitatory neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Sekine(早大), Masahiro Onoguchi(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会・CJK第1回国際会議
  • [学会発表] ヒト遺伝子アノテーションがRNA-seq解析に与える影響の評価2021

    • 著者名/発表者名
      Yu Hamaguchi(早大), Chao Zeng(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] E.coli K-12 MG1655株の機能未知遺伝子群y-omeの特徴解析及びその機能予測可能性の検証2021

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Iuchi(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL), Tsukasa Fukunaga(早大)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] リピート配列由来の機能エレメントの探索2021

    • 著者名/発表者名
      曽 超(早大/CBBD-OIL)、浜田 道昭i(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] ヒトのエンハンサーと遺伝子相互作用や転写制御に影響する、方向性のある転写因子DNA結合配列の発見2021

    • 著者名/発表者名
      大里 直樹(早大)、浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] A novel fast pipeline for RNA homology search considering secondary structure with E-value calculation2021

    • 著者名/発表者名
      Kento Kubo(早大), Tsukasa Fukunaga(早大), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] LDAを使用した微生物-代謝物相互作用の推定,2021

    • 著者名/発表者名
      Risa Maemura(早大), Shion Hosoda(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] 塩基対確率に基づくRNA二次構造検索ツールの開発2021

    • 著者名/発表者名
      Chisato Yuki(早大), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] 転写因子結合部位として働く反復配列の発見とその機能の解明2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Niwa(早大), Chao Zeng(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] 細菌叢データにおける系統樹に基づいた回帰のためのベイジアンモデルの提案2021

    • 著者名/発表者名
      Shion Hosoda(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] 深層学習を用いたRNAアクセシビリティ予測の高速化2021

    • 著者名/発表者名
      Kaisei Hara(早大), Natsuki Iwano(早大), Tsukasa Fukunaga(早大/東大), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] IS-divergenceを用いた非負値行列因子分解による変異シグネチャ抽出ツールの改善2021

    • 著者名/発表者名
      Risa Akita(早大), Taro Matsutani(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] ニューロンにおける転移因子の転移異常と統合失調症発症の関係2021

    • 著者名/発表者名
      Miyako Ishihara(早大), Kotaro Sekine(早大), Masahiro Onoguchi(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] 液-液相分離の現象に着目したエンハンサーRNAの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      Arisa Nozaki(早大), Masahiro Onoguchi(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] 脳における細胞種特異的なDNA結合モチーフとしての転移因子の機能2021

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Sekine(早大), Masahiro Onoguchi(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] 変異クラスに依存しない階層ベイズモデルに基づくがんゲノムのIndelシグネチャー決定2021

    • 著者名/発表者名
      Taro Matsutani(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] 隠れマルコフモデルを用いたヒト腸内細菌叢の個人内エンテロタイプ遷移の推定2021

    • 著者名/発表者名
      横山 源太朗(早大)、細田 至温(早大/CBBD-OIL)、福永 津嵩(早大/東大)、浜田 道昭(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] A variational autoencoder with profile hidden Markov model for generative aptamer discovery2021

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Iwano(早大), Tatsuo Adachi, Kazuteru Aoki, Yoshikazu Nakamura and Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] 変異アレル頻度を考慮したヒトがんゲノムの変異シグネチャー解析2021

    • 著者名/発表者名
      Taro Matsutani(早大/CBBD-OIL), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] De Novo Repeat Detection using Inexact Seed2021

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takeda(早大), Daisuke Nonaka(東大), Yuta Imazu(東大), Tsukasa Fukunaga(早大), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
  • [学会発表] Binding Patterns of RNA Binding Proteins To Repeat-Derived RNA Sequences Reveal Putative Functional RNA Elements2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Onoguchi(早大/CBBD-OIL; 筆頭),Chao Zeng(早大/CBBD-OIL), Ayako Matsumaru, Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL; C.A.)
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
  • [学会発表] Binding patterns of RNA binding proteins to repeat-derived RNA sequences reveal putative functional RNA elements2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Onoguchi(早大/CBBD-OIL; 筆頭),Chao Zeng(早大/CBBD-OIL), Ayako Matsumaru, Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL; C.A.)
    • 学会等名
      Keystone Symposia: Non-Coding RNAs: Biology and Applications
  • [学会発表] Umibato: estimation of time-varying microbial interaction using continuous-time regression hidden Markov model2021

    • 著者名/発表者名
      Shion Hosoda(早大/CBBD-OIL; 筆頭), Tsukasa Fukunaga(早大/東大), Michiaki Hamada(早大/CBBD-OIL; C.A.)
    • 学会等名
      第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)

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公開日: 2022-12-28  

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