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2012 年度 実績報告書

時空間情報を利用した統計遺伝学モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22300095
研究機関東京大学

研究代表者

岸野 洋久  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (00141987)

研究分担者 渡部 輝明  高知大学, 医歯学系, 講師 (90325415)
西山 毅  名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40571518)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード統計遺伝学 / 時空間情報 / タンパク質の適応進化 / 立体構造 / 階層ベイズ / 系統学的多様性 / 発現情報 / 遺伝子ネットワーク
研究概要

本研究は、1.タンパク質の適応進化の推定、2.集団遺伝と系統地理、3.発現プロファイル・SNP データの解析を3つの柱として、急速に充実してきている時空間情報を利用した統計遺伝学モデルの開発を行うことを目的とした。1では、非同義・同義置換速度比ωで規定されるマルコフモデルで遺伝子配列データの尤度を表現する。ωについて多様化圧・中立・純化圧の3状態を仮定し、イジングモデルにより状態の空間集積性を表現する事前分布を構築した。熱力学的積分で得られた周辺尤度を最大化することにより、状態の空間集積性の強さを求める方法を開発し、インフルエンザHAで妥当性を検証した。2では世界中からサンプリングされた熱帯熱マラリアについて、遺伝的多様度の空間分布を分析した。アフリカからの距離に応じて遺伝的多様度が減衰するパターンを離接局所集団への移住と局所集団のロジスティック成長からなる飛び石モデルで説明し、近似ベイズ計算により宿主であるヒトの伝搬に伴いマラリアが生息域を広げる速度、局所集団の環境収容量を推定した。3では自閉症のケースコントロール研究における稀なコピー数多型を分析した。遺伝子ネットワーク上の連結部分グラフとその補集合のリスクの有意差を表現する統計量を開発し、これを最大化させることで、有意に関連する連結部分グラフを抽出する方法を開発した。これらは前年度までにほぼ完成し、論文化も進められてきていたが、本年度は計算負荷の高い課題1において並列化計算で周辺尤度の信頼性を確認し、論文化を進めた。また課題3では、表現型の節を核に最大エントロピー法により極大連結グラフを構成するという着想を得た。これらの成果は、本年8月に香港で開催される第59回世界統計会議(WSC2013)の招待論文セッション「The diversity of biometry(生物統計学の多様性)」で報告する予定である。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Molecular and morphological evidence of hybridization between native Ruditapes philippinarum and the introduced Ruditapes form in Japan.2013

    • 著者名/発表者名
      Kitada, S., Fujikake, C., Asakura, Y., Yuki, H., Nakajima, K., Vargas, K. M., Kawashima, S., Hamasaki, K., and Kishino, H.
    • 雑誌名

      Conservation Genetics

      巻: published online ページ: in press

    • DOI

      10.1007/s10592-013-0467-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Codon pairs of the HIV-1 vif gene correlate with CD4+ T cell count2013

    • 著者名/発表者名
      Bizinoto, M. C., Yabe, S., Leal, É., Kishino, H., de Oliveira Martins, L., de Lima, M., L., Morais, E., R., Diaz, R. S., and Janini, L. M.
    • 雑誌名

      BMC Infectious Diseases

      巻: accepted ページ: accepted

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ウイルスタンパク質変異にかかる多様化圧の空間分布2013

    • 著者名/発表者名
      渡部輝明,岸野洋久
    • 雑誌名

      統計数理

      巻: 第60 巻第2号 ページ: 305-316

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coevolution and hierarchical interactions of Tomato mosaic virus and the resistance gene Tm-12012

    • 著者名/発表者名
      Ishibashi, K., Mawatari, N., Miyashita, S., Kishino, H., Meshi, T., and Ishikawa, M
    • 雑誌名

      PLoS Pathogen

      巻: 8(10) ページ: e1002975

    • DOI

      DOI:10.1371/journal.ppat.1002975

    • 査読あり
  • [雑誌論文] β-empirical Bayes inference and model diagnosis of microarray data2012

    • 著者名/発表者名
      Mollah,M. M. H., Mollah, M. N. H., and Kishino, H
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 13 ページ: 135

    • DOI

      DOI:10.1186/1471-2105-13-135

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Taxon Influence Index: assessing taxon-induced incongruities in phylogenetic inference.2012

    • 著者名/発表者名
      Mariadassou, M., Bar-Hen, A., and Kishino, H.
    • 雑誌名

      Systematic Biology

      巻: 61 ページ: 337-345

    • DOI

      10.1093/sysbio/syr129

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailed analysis of Japanese population substructure with a focus on the Southwest Islands of Japan.2012

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, T., Kishino, H., Suzuki, S., Ando, R., Niimura, H., Uemura, H., Horita, M., Ohnaka, K., Kuriyama, N., Mastuo, K., Guang, Y., Wakai, K., Hamajima, N., and Tanaka, H.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7(4) ページ: e35000

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0035000

    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質適応進化の時空間モデル2012

    • 著者名/発表者名
      渡部輝明,岸野洋久
    • 雑誌名

      統計数理

      巻: 第60 巻第1号 ページ: 27-36

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ウイルスゲノムの適応進化:タンパク質立体構造に基づくウイルス適応度地形の解析.2012

    • 著者名/発表者名
      渡部輝明,岸野洋久
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 第52巻 ページ: 146-147

  • [学会発表] Spatiotemporal Modeling to Measure the Effects of Mutations and Selection Pressures2013

    • 著者名/発表者名
      Kishino, H., Watabe, T., Nakamichi, R., and Kitada, S.
    • 学会等名
      The 59th World Statistics Congress
    • 発表場所
      香港、中華人民共和国
    • 年月日
      2013-08-25
  • [学会発表] 遺伝的アルゴリズムとグラフィカルモデリングによる遺伝子ネットワークのモジュール構造と発現形質

    • 著者名/発表者名
      中道礼一郎,岸野洋久,北田修一
    • 学会等名
      日本計量生物学会
    • 発表場所
      統計数理研究所(東京都)
  • [学会発表] Detection of irregular patterns of gene expression and diagnose the model based on β-weight

    • 著者名/発表者名
      Mollah, M. M. H., Mollah, M. H. N., and Kishino, H.
    • 学会等名
      日本計量生物学会
    • 発表場所
      統計数理研究所(東京都)
  • [学会発表] Estimating species divergence times with molecular sequence data but without fossils.

    • 著者名/発表者名
      Lee, H-J., Kishino, H., and Thorne, J. L.
    • 学会等名
      Society of Molecular Biology and Evolution
    • 発表場所
      ダブリン、アイルランド
  • [学会発表] 階層ベイズモデルによるタンパク質にかかる多様化圧の時空間集積性の推定

    • 著者名/発表者名
      渡部輝明, 岸野洋久
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都)
  • [学会発表] Genetic bottlenecks in cell-to-cell movement and single-cell infections of plant viruses.

    • 著者名/発表者名
      Miyashita, S., Ishibashi, K., Kishino, H., and Ishikawa, M.
    • 学会等名
      日本進化学
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都)
  • [学会発表] Inference of direct effect and module structure of transcriptome behind phenotype via graphical modelling.

    • 著者名/発表者名
      Nakamichi, R., Kishino, H., and Kitada, S.
    • 学会等名
      International Biometric Conference
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県)
  • [学会発表] 質的付加情報を利用した遺伝子発現有向グラフの定量的推定

    • 著者名/発表者名
      中道礼一郎,岸野洋久,北田修一
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
  • [学会発表] α,β,γ- diversity of fish communities around Taiwan

    • 著者名/発表者名
      陳虹諺,岸野洋久
    • 学会等名
      日本水産学会
    • 発表場所
      水産大学校(山口県)
  • [学会発表] グラフィカルモデリングによる遺伝子発現と内分泌のネットワーク構造推定

    • 著者名/発表者名
      中道礼一郎,岸野洋久,北田修一
    • 学会等名
      日本水産学会
    • 発表場所
      水産大学校(山口県)
  • [学会発表] グラフィカルモデリングによる遺伝子と内分泌の発現ネットワーク推定:ベニザケの産卵回帰メカニズム

    • 著者名/発表者名
      中道礼一郎,岸野洋久,北田修一
    • 学会等名
      サケ学研究会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
  • [学会発表] Genetic diversity of fish communities around Taiwan and their spatio-temporal variations.

    • 著者名/発表者名
      陳虹諺,岸野洋久
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 発表場所
      •静岡県コンベンションアーツセンター(静岡県)
  • [学会発表] Is phylogenetic diversity a sensitive measure to monitor the effect of climate change?

    • 著者名/発表者名
      陳虹諺,岸野洋久
    • 学会等名
      日本水産学会
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都)
  • [学会発表] タイセイヨウサケの初期発生における遺伝子発現の連鎖構造の推定

    • 著者名/発表者名
      中道礼一郎,岸野洋久,北田修一
    • 学会等名
      日本水産学会
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都)

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公開日: 2014-07-24  

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