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2022 年度 実績報告書

複雑な形質の遺伝的背景の解明に向けた多因子的なゲノム情報処理技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K06629
研究機関東京大学

研究代表者

中谷 明弘  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任教授 (60301149)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードミトコンドリア / 電子顕微鏡 / 全ゲノムシーケンシング / 情報解析パイプライン
研究実績の概要

心筋の電子顕微鏡画像内のミトコンドリアと筋原繊維および周辺組織を対象として、目視による組織の分類情報を付与した矩形領域(ROI)を多数切り抜いた学習用データセットの整備を進めた。また、画像内のピクセル値(色の濃淡)と組織の種類との間に一定の相関があることを前提として、ピクセル値の分布に合わせて赤色から青色までのグラデーションを異なった組織が互いに強調されるように割り当てることによってモノクロの電子顕微鏡画像を擬似カラー化するソフトウェアを開発した。割り当てた色情報を援用した分類情報の付与や特定の組織を対象とした二値画像を生成する際の閾値の決定などに用いることが可能となっている。目視での組織分類や手動での領域抽出とそれらの間の数値的な評価を相互に繰り返すことによって学習用データセットの構築を進めた。後続の解析の初期解として使用できるデータセットを整備した。
ショートリード全ゲノムシーケンシング(WGS)解析パイプラインの更新を行った。Broad Instituteによるワークフローに準拠した生殖細胞系列の一塩基変異(SNV)と短い挿入/欠失(Indel)の検出を行う情報解析パイプラインの整備を進めた。BWAとGATKによる参照配列へのマッピングと変異検出を行い、シーケンサ出力のFASTQ形式データからVCF形式データを生成する。得られた塩基の品質スコアの再較正(BQSR)や検体群内の複数の検体を対象としたジョイントコールを行うように構成されている。ジョブ管理システムが整備されていない環境でもCPUコア数やメモリ量に合わせて効率良い処理が可能になっている。DNA配列の変異情報は、開発済みの連鎖不平衡ブロック(LDブロック)抽出ソフトウェアを用いて検体群内での変異パタンの類似関係を辿れるようにデータ構造化が可能になっている。実際の臨床検体の解析も行えるような環境を整備した。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Identification of mild cognitive impairment subtypes predicting conversion to Alzheimer’s disease using multimodal data2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi M, Kobayashi K, Itoh S, Kasuga K, Miyashita A, Ikeuchi T, Yumoto E, Kosaka Y, Fushimi Y, Takeda T, Manabe S, Hattori S; Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative; Nakaya A, Kamijo K, Matsumura Y
    • 雑誌名

      Computational and Structural Biotechnology Journal

      巻: 20 ページ: 5296~5308

    • DOI

      10.1016/j.csbj.2022.08.007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A heterozygous LAMA5 variant may contribute to slowly progressive, vinculin-enhanced familial FSGS and pulmonary defects2022

    • 著者名/発表者名
      Kaimori JY, Kikkawa Y, Motooka D, Namba-Hamano T, Takuwa A, Okazaki A, Kobayashi K, Tanigawa A, Kotani Y, Uno Y, Yoshimi K, Hattori K, Asahina Y, Kajimoto S, Doi Y, Oka T, Sakaguchi Y, Mashimo T, Sekiguchi K, Nakaya A, Nomizu M, Isaka Y
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 7 ページ: e158378

    • DOI

      10.1172/jci.insight.158378

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2023-12-25  

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