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2018 年度 実施状況報告書

機械学習・深層学習に基づいた多層化統合エピジェネティクスデータベースの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K11542
研究機関国立研究開発法人国立がん研究センター

研究代表者

金子 修三  国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (10777006)

研究分担者 浜本 隆二  国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (80321800)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードエピジェネティクス / ChIP-seq / ATAC-seq / オミックス解析
研究実績の概要

“がん”という病態の本態解明において、エピジェネティクスの重要性が認識されており、その中でも、長鎖ノンコーディングRNAやヒストンメチル化が重要な役割を担っていることが明らかになっている。一方“がん”におけるエピジェネティクス機構の統一的な解析手法が確立されておらず、近年急速に進歩している人工知能の中核的アルゴリズムである深層学習を用いた解析の可能性が示唆されている。以上の事を踏まえ、本研究課題では以下の3つの達成目標を掲げている。(1)希少サンプルを用いたChIP-seq法・ATAC-seq法の開発。(2)臨床検体など希少サンプルを用いたシングルセルレベルでのクロマチン構造や長鎖ノンコーディングRNAの細胞内局在の解明。(3)上記の細胞画像情報・NGS解析情報を統合解析するための機械学習・深層学習に基づいた、がんエピジェネティクスの本態解明。平成30年度の達成目標としては、希少サンプルを用いた新規ChIP-seq法の確立を目指しており、肝細胞がんだけでなく卵巣がんの腫瘍検体を用いたChIP-seq解析を試みた結果、概ね良好な結果を得ており、引き続き研究計画通りに進めて行く。

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

今年度の達成目標である希少サンプルを用いた新規ChIP-seq法の確立を試みた。その結果としてFFPE卵巣がん組織を対象としたChIP-seq解析において、複数のヒストン修飾のみならず転写因子においても良好な結果を得た。従って当初の予定通り、我々の新規ChIP-seq法の汎用性を実証出来たと判断している。

今後の研究の推進方策

本研究計画に基づき、シングルセルレベルでのクロマチン構造の細胞画像の取得に取り組む。更に臨床検体を用いたChIP-seq解析のみならず、ATAC-seqも実施し、がんの本態解明に向けて更に包括的理解に繋げていく。

次年度使用額が生じた理由

当初の予定よりも順調に研究が進み、消耗品等の購入が最小限に抑えることが出来た。いち早く成果発表が出来る為に、本研究計画を前倒しで実施させていただく予定である。その為、翌年度分として請求した助成金と合わせて使用させて頂く。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 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 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Allosteric Activation Dictates PRC2 Activity Independent of Its Recruitment to Chromatin2018

    • 著者名/発表者名
      Lee Chul-Hwan、Yu Jia-Ray、Kumar Sunil、Jin Ying、LeRoy Gary、Bhanu Natarajan、Kaneko Syuzo、Garcia Benjamin A.、Hamilton Andrew D.、Reinberg Danny
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 70 ページ: 422~434.e6

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2018.03.020

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 臨床応用を志向したChIP-seq技術に基づいたがんエピゲノム解析の開発2018

    • 著者名/発表者名
      Syuzo Kaneko and Ryuji Hamamoto
    • 学会等名
      The 1st Annual Meeting of the Japanese Association for Medical Artificial Intelligence
  • [学会発表] Toward precision medicine: developing new toolbox to study the epigenetics applied for cancer treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Syuzo Kaneko and Ryuji Hamamoto
    • 学会等名
      The 77th Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
  • [備考] がん分子修飾制御学分野 研究室の紹介

    • URL

      https://www.ncc.go.jp/jp/ri/division/molecular_modification_and_cancer_biology/index.html

  • [備考] 2018年研究論文刊行成果

    • URL

      https://www.ncc.go.jp/jp/ri/division/molecular_modification_and_cancer_biology/paper/020/20190409175902.html

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公開日: 2019-12-27  

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