環境由来塩基配列による微生物群集ゲノムシステム解明に向けた新規情報学的手法の開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20700273
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 長浜バイオ大学
• 研究代表者: 阿部 貴志 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 助教 (30390628)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: メタゲノム / 塩基組成 / 環境微生物 / 系統推定 / 自己組織化マップ

研究概要

一括学習型自己組織化地図法(BLSOM)をゲノム解析用に開発し、環境微生物ゲノムの多様性を推定する新規な系統分類法、ならびに新規性の高い未知微生物ゲノムを効率的に探索する手法を確立した。連続アミノ酸頻度に着目したBLSOM解析を行い、メタゲノム配列に対するタンパク質の機能推定法を確立した。極限環境を含む異なる環境間での微生物群集の比較解析が可能となり、環境中の微生物システムの全体像の把握や新規感染症の病原微生物の探索を可能にしている。

研究成果

• [雑誌論文] Prediction of directional changes of influenza A virus genome sequences with emphasis on pandemic H1N1/09 as a model case. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Iwasaki, Takashi Abe, Kennosuke Wada, Mastic Itoh, Toshimichi Ikemura (equal contributions).
  • 雑誌名: DNA Research 18 ページ: 125-136
• [雑誌論文] A novel bioinformatics strategy for searching industrially useful genome resources from metagenomic sequence libraries. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Uehara, Yuki Iwasaki, Chieko Wada, Toshimichi Ikemura, Takashi Abe
  • 雑誌名: Genes & Genetic Systems 86 ページ: 53-66
• [雑誌論文] tRNADB-CE 2011 : tRNA gene database curated manually by experts. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Toshimichi Ikemura, Junichi Sugahara, Akio Kanai, Yasuo Ohara, Hiroshi Uehara, Makoto Kinouchi, Shigehiko Kanaya, Yuko Yamada, Akira Muto, Hachiro Inokuchi
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 39 ページ: D210-D213
• [雑誌論文] Approaches to understanding adaptations of skin color variation by detecting gene-environment interactions. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sumiko Anno, Kazuhiko Ohshima, Takashi Abe
  • 雑誌名: Expert Review ofMolecular Diagnosis 10 ページ: 987-991
• [雑誌論文] Preliminary Evaluation of Batch-Learning Self-Organizing Map Algorithm on a Graphic Processor. (2010)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Shitara, Yuri Nishikawa, Masato Yoshimi, Takashi Abe Toshimichi Ikemura, Hideharu Amano.
  • 雑誌名: Proceedings ofParallel and Distributed Computing and Networks ページ: 676-089
• [雑誌論文] Novel bioinformatics for inter- and intraspecies comparison of genome signatures in plant genomes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Kennosuke Wada, Yuki Iwasaki, Toshimichi Ikemura
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 26 ページ: 469-477
• [雑誌論文] A novel bioinfonmatics strategy for function prediction of poorly-characterized protein genes obtained from metagenome analyses (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Shigehiko Kanaya, Hiroshi Uehara, Toshimichi Ikemura
  • 雑誌名: DNA Research 16 ページ: 287-298
• [雑誌論文] tRNADB-CE: tRNA gene database curated manually by experts. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Toshimichi Ikemura, Yasuo Ohara, Hiroshi Uehara, Makoto Kinouchi, Shigehiko Kanaya, Yuko Yamada, Akira Mum, Hachiro Inokuchi
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 37 ページ: D163-D168
• [雑誌論文] Relationships between replication timing and GC content of cancer-related genes on human chromosomes 11q and 21q. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Watanabe, Takashi Abe, Toshimichi Ikemura, Masato Maekawa
  • 雑誌名: Gene 433 ページ: 26-31
• [雑誌論文] Batch-Learning Self-Organizing Map for Predicting Functions of Poorly-Characterized Proteins Massively Accumulated. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Shigehiko Kanaya, Toshimichi Ikemura
  • 雑誌名: WSOM 2009 (J.C.Principe and R.Miikkulainen (Eds.)), LNCS 5629 ページ: 1-9
• [雑誌論文] A Large-Scale Genomics Studies Conducted with Batch-Learning SOM Utilizing High-Performance Supercomputers. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Yuta Hamano, Shigehiko Kanaya, Kennosuke Wada, Toshimichi Ikemura
  • 雑誌名: IWANN 2009 Part I (J.Cabestany et al.(Eds.)), LNCS 5517 ページ: 829-836
• [雑誌論文] Intra-Species Diversity between Seven Bifidobacterium adolescentis Strains Identified by Genome-Wide Tiling Array Analysis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Yasui, Mototsugu Tabata, Satoki Yamada, Takashi Abe, Toshimichi Ikemura, Ro Osawa, Tohru Suzuki
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem 73 ページ: 1422-1424
• [雑誌論文] The genome of Pelotomaculum thermopropionicum reveals niche-associated evolution in anaerobic microbiota. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Kosaka, Souichiro Kato, Takefumi Shimoyama, Shunichi Ishii, Takashi Abe, Kazuya Watanabe
  • 雑誌名: Genome Research 18(13) ページ: 442-448
• [雑誌論文] Interactions between SNP Alleles at Multiple Loci Contribute to Skin Color Differences between Caucasoid and Mongoloid Subjects. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sumiko Anno, Takashi Abe, Takushi Yamamoto
  • 雑誌名: International Journal of Biological Sciences 4 ページ: 81-86
• [雑誌論文] Metagenomic analysis of 0.2-μm-passable microorganisms in deep-sea hydrothermal fluid.
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Nakai, Takashi Abe, Haruko Takeyama, Takeshi Naganuma
  • 雑誌名: Marine Biotechnology in press
• [学会発表] Visualization ofgenome signatures and its application to virus and eukaryote genomes (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Yuki Iwasaki, Hiroshi Uehara, Kennosuke Wada, Toshimichi Ikemura
  • 学会等名: An International Meeting honouring Jacques Monod on the 100th Anniversary of his birth and the 40th Anniversary ofhis book
  • 発表場所: Ravello, Italy(oral)
  • 年月日: 20101020-20101023
• [学会発表] tRNADB-CE : Trna gene database curated manually by experts. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Toshimichi Ikemura, yasuo Ohara, Hiroshi Uehara, Makoto Kinouchi, Junichi Sugahara, Akio Kanai, Shigehiko Kanaya, Yuko Yamada, Akira Muto, Hachiro Inokuchi
  • 学会等名: 23rd Trna workshop
  • 発表場所: Aveiro, Portugal(oral)
  • 年月日: 20100128-20100202
• [学会発表] 一括学習型自己組織化マップ法によるメタゲノム配列解析を対象にした環境微生物群集構造の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志, 大井学, 伊藤輝二, 岡田和典, 岩崎裕貴, 和田健之介, 金谷重彦, 池村淑道
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸(口頭/ポスタ)
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] tRNADB-CEを用いたメタゲノム配列データに対する新規分子系統マーカーとしてのtRNA遺伝子の利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志, 井口八郎, 上原啓史, 山田優子,武藤〓, 池村淑道
  • 学会等名: 日本進化学会第12回東京大会
  • 発表場所: 東京(口頭)
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Unveiling microbial diversity of uncultured environmental microbe mixtures and functions of metagenome sequences using Batch Learning Self-Organizing Map (BLSOM). (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe,Shigehiko Kanaya, Toshimichi Ikemura.
  • 学会等名: International Symposium on Marine Genomics 2009 Oral
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 20091215-20091218
• [学会発表] tRNADB-CE:エキスパートがキーユレートしたtRNA遺伝子データベース (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志, 池村淑道, 小原康雄, 上原啓史, 平野晋也, 木ノ内誠, 金谷重彦, 菅原潤一, 金井明夫, 山田優子, 武藤〓, 井口八郎
  • 学会等名: RNA学会第11回大会
  • URL: 〓
  • 発表場所: 新潟(口頭)
  • 年月日: 20090727-20090729
• [学会発表] 一括学習型自己組織化地図法による全ゲノム・全タンパク質配列を対象にした大規模ポストゲノム解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志、金谷重彦、池村淑道
  • 学会等名: 第3回微生物ゲノム学会
  • 発表場所: 東京(口頭)
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] エキスパートがキュレートしたtRNA遺伝子データベース (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志、小原康雄、上原啓史、中泉友紀、平野晋也、木ノ内誠、金谷重彦、山田優子、武藤〓、井口八郎、池村淑道
  • 学会等名: 第3回微生物ゲノム学会
  • 発表場所: 東京(口頭)
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] 学部生シニア世代の共同作業としての「高精度・高機能な遺伝子データベース」の構築とその利用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志、小原康雄、上原啓史、平野晋也、木ノ内誠、金谷重彦、菅原潤一、金井明夫、山田優子、武藤〓、井口八郎、池村淑道
  • 学会等名: 日本遺伝学会第81回大会
  • 発表場所: 長野(口頭)
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 一括学習型自己組織化地図法(Batch-LearningSelf-Organizing Map:BLSOM)による環境生物ゲノム由来断片配列からの知識発見 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志、金谷重彦、池村淑道
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸(ポスタ・口頭)
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] エキスパートがキュレートしたtRNAデータベース (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志、池村淑道、小原康雄、武藤あきら、山田優子、上原啓史、木ノ内誠、金谷重彦、井口八郎
  • 学会等名: 日本遺伝学会第80回大会
  • 発表場所: 名古屋(口頭)
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] 一括学習型自己組織化地図法(Batch Learning Self-Organizing Map:SOM)による環境微生物ゲノム群集の解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志、金谷重彦、池村淑道
  • 学会等名: 日本遺伝学会第80回大会
  • 発表場所: 名古屋(口頭)
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] 学部教育におけるDDBJの活用について (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志
  • 学会等名: DDBJing講習会
  • 発表場所: 三島(講師)
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] オリゴペプタイド情報を用いた-括学習型の自己組織化マップ法による機能未知のタンパク質類の機能推定法の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志、金谷重彦、池村淑道
  • 学会等名: 第2回日本微生物学会年会
  • 発表場所: 大阪(口頭)
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] Phylogenetic characterization of non-rRNA sequences from uncultured environmental microbe mixtures on the basis of Batch Learning Self-Organizing Map (BLSOM). (2008)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Hideaki Sugawara, Shigehiko Kanaya, Toshimichi Ikemura.
  • 学会等名: XXXI Symposium on Polar Biology (Oral)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] A novel bioinformatics strategy for prediction of functions of a massive amount of poorly-characterized protein genes btained by metagenome studies. (2008)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Shigehiko Kanaya, Hiroshi Uehara, Toshimichi Ikemura.
  • 学会等名: XX International Congress of Genetics(Oral)
  • 発表場所: Berlin, Germany)
  • 年月日: 2008-07-17
• [図書] Wiley & Sons(Sequences from prokaryotic, eukaryotic and viral genomes currently available clustered according to phylotype on a large-scale Self-Organizing Map., Knowledge Based Bioinformatics)(Eds.Gil Alterovites, Marco Ramoni), Ltd. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Shigehiko Kanaya, Toshimichi Ikemura
  • 総ページ数: 233-249
• [図書] マリンメタゲノムの有効利用(環境巾来大量DNA配列を利用した難培養性生物群の系統推定のための新規情報学手法)(松永是、竹山春子監修) (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志、上原啓史、金谷重彦、池村淑道
  • 総ページ数: 228-239
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 生物の科学遺伝(遺伝分野の教育における高校と大学の連携の能性,Vol.63,No.1) (2009)
  • 著者名/発表者名: 上原啓史、阿部貴志、池村淑道
  • 総ページ数: 92-96
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] 公的データベースからの有用遺伝子の発掘:持続可能型社会への貢献遺伝子データベースの構築と世界最高水準スーパーコンピュータの利用」、日本化学会情報科学部会誌、Vol.26 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池村淑道、上原啓史、棚橋佳代、阿部貴志
  • 総ページ数: 40-44
• [図書] データベースに蓄積の著しい機能未知のタンパク質類の機能推定のための自己組織化マップ法による新規情報学的手法の開発 日本化学会情報化学部会誌、Vol.26 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志、金谷重彦、池村淑道
  • 総ページ数: 31-33
• [図書] ゲノム配列情報からの効率的な知識発見のための情報学的手法の確立 『日本化学会情報化学部会誌』Vol.26 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志、金谷重彦、池村淑道
  • 総ページ数: 20-22
• [図書] 持続可能型社会への貢献遺伝子データベース 日本化学会情報化学部会誌 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上原啓史、棚橋佳代、阿部貴志、池村淑道
  • 総ページ数: 17-19
• [図書] エキスパートがキュレートしたtRNAデータベース 日本化学会情報化学部会誌 Vol.26 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井口八郎、小原康雄、武藤あきら、山田優子、木ノ内誠、前野聖、金谷重彦、池村淑道、阿部貴志
  • 総ページ数: 11-16
• [図書] 第18バイオ情報学研究会(オリゴヌクレオチド組成を用いた一括学習型自己組織化地図法によるA型インフルエンザウイルスの府目敢的な特徴解明)、Vo1.2009-BIO-18 No5
  • 著者名/発表者名: 岩崎裕貴、池村淑道、伊藤正恵、阿部貴志
  • 総ページ数: 1-6
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://trna.nagahama-i-bio.ac.jp/