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2021 年度 実績報告書

臨床応用を志向した自律型エピジェネティクス解析の確立

研究課題

研究課題/領域番号 21H03550
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)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードエピジェネティックス
研究実績の概要

生命科学を理解するうえでのエピジェネティクス学問は、例えば細胞タイプ特異的な違いを駆動する微妙な制御プログラムや可塑性を理解するために必要不可欠である。エピジェネティクス領域においても、ENCODEやIHECなど大規模データベース構築事業が進展し、その重要性は世界的に認知されている。一方、依然発展途上の理由として現在の解析技術の限界が挙げられる。特に臨床応用や創薬を志向したChIP-seq解析およびHi-C解析では、クロマチン複合体を単離できる検体量に制限があることと、ノイズによるfalse positiveな結果の混入など様々な問題が顕在化しており、世界的に見ても技術革新及び新規解析手法の確立が待たれる分野であった。当該年度においては、自律型エピジェネティクス解析の確立を目的として、臨床検体を用いた大規模ChIP-seq解析、そして Hi-C解析については自動化プログラムの作成およびパイロット実験を行った。そして、その一部の成果を論文としてまとめた。また今後の研究展開としては、NGS解析に基づいた「エピドライバー(epigenetics + driver)変異情報」に基づく創薬標的の自律的な選定に繋げてゆく予定である。以上の学術的知見は様々な病態の本態解明にも繋がるため、シミュレーションやデータベースの検索を駆使した人工知能技術に基づく創薬開発などに応用できることが期待される。

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

臨床検体を用いた自動化ChIP-seq解析は、FFPEサンプルを含む様々なサンプル形態に対応しており、大規模解析も実現している。その結果は既に論文として報告している。これらの自動化技術は、Hi-C解析に応用する際の礎となっており、自動化プログラムもこれらのノウハウを活かすことが出来たため、良好な結果を得ている。以上の理由から、当初予定されていた研究計画と照らし合わせて、おおむね順調に進展していると判断している。

今後の研究の推進方策

ロボティクスや人工知能技術は急速に進歩を遂げており、我々の独自性を保持しながら最先端の解析技術を取り入れて可及的速やかに自律解析システムの構築を実現する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The metabolic stress-activated checkpoint LKB1-MARK3 axis acts as a tumor suppressor in high-grade serous ovarian carcinoma2022

    • 著者名/発表者名
      Machino Hidenori、Kaneko Syuzo、Komatsu Masaaki、Ikawa Noriko、Asada Ken、Nakato Ryuichiro、Shozu Kanto、Dozen Ai、Sone Kenbun、Yoshida Hiroshi、Kato Tomoyasu、Oda Katsutoshi、Osuga Yutaka、Fujii Tomoyuki、von Keudell Gottfried、Saloura Vassiliki、Hamamoto Ryuji
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 ページ: 39~39

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02992-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Downregulation of METTL6 mitigates cell progression, migration, invasion and adhesion in hepatocellular carcinoma by inhibiting cell adhesion molecules2021

    • 著者名/発表者名
      Bolatkan Amina、Asada Ken、Kaneko Syuzo、Suvarna Kruthi、Ikawa Noriko、Machino Hidenori、Komatsu Masaaki、Shiina Shuichiro、Hamamoto Ryuji
    • 雑誌名

      International Journal of Oncology

      巻: 60 ページ: 4~4

    • DOI

      10.3892/ijo.2021.5294

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-Cell Analysis Using Machine Learning Techniques and Its Application to Medical Research2021

    • 著者名/発表者名
      Asada Ken、Takasawa Ken、Machino Hidenori、Takahashi Satoshi、Shinkai Norio、Bolatkan Amina、Kobayashi Kazuma、Komatsu Masaaki、Kaneko Syuzo、Okamoto Koji、Hamamoto Ryuji
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 9 ページ: 1513~1513

    • DOI

      10.3390/biomedicines9111513

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of Artificial Intelligence in COVID-19 Diagnosis and Therapeutics2021

    • 著者名/発表者名
      Asada Ken、Komatsu Masaaki、Shimoyama Ryo、Takasawa Ken、Shinkai Norio、Sakai Akira、Bolatkan Amina、Yamada Masayoshi、Takahashi Satoshi、Machino Hidenori、Kobayashi Kazuma、Kaneko Syuzo、Hamamoto Ryuji
    • 雑誌名

      Journal of Personalized Medicine

      巻: 11 ページ: 886~886

    • DOI

      10.3390/jpm11090886

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Epigenetic Mechanisms Underlying COVID-19 Pathogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Syuzo、Takasawa Ken、Asada Ken、Shinkai Norio、Bolatkan Amina、Yamada Masayoshi、Takahashi Satoshi、Machino Hidenori、Kobayashi Kazuma、Komatsu Masaaki、Hamamoto Ryuji
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 9 ページ: 1142~1142

    • DOI

      10.3390/biomedicines9091142

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Integrated Analysis of Whole Genome and Epigenome Data Using Machine Learning Technology: Toward the Establishment of Precision Oncology2021

    • 著者名/発表者名
      Asada Ken、Kaneko Syuzo、Takasawa Ken、Machino Hidenori、Takahashi Satoshi、Shinkai Norio、Shimoyama Ryo、Komatsu Masaaki、Hamamoto Ryuji
    • 雑誌名

      Frontiers in Oncology

      巻: 11 ページ: 666937~666937

    • DOI

      10.3389/fonc.2021.666937

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Large-scale lung cancer ChIP-seq analysis using robots2021

    • 著者名/発表者名
      Syuzo Kaneko and Ryuji Hamamoto
    • 学会等名
      日本メディカルAI学会
  • [学会発表] Large-scale ChIP-seq analysis in pan-negative lung cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Syuzo Kaneko and Ryuji Hamamoto
    • 学会等名
      日本癌学会
  • [備考] 医療AI研究開発分野 研究室の紹介

    • URL

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

  • [備考] 2021年研究論文刊行成果

    • URL

      https://www.ncc.go.jp/jp/ri/division/molecular_modification_and_cancer_biology/paper/130/20170908150849.html

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公開日: 2022-12-28  

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