核移行・核外移行に関わるシグナル配列の高精度統合予測システムの開発と利用

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22510217
• 研究機関: 公益財団法人かずさＤＮＡ研究所
• 研究代表者: 小杉 俊一 公益財団法人かずさＤＮＡ研究所, 植物ゲノム研究部, プロジェクト研究員 (30365457)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: ゲノム / プロテオーム / バイオインフォマティクス / 解析技術 / 核移行シグナル / 核外移行シグナル / モチーフ / 予測

研究概要

昨年度および昨年度繰り越し分の計画によって作成した核外移行シグナル（NES）活性プロファイル（NES各クラスについて、NESのアミノ酸位置それぞれに12~19のアミノ酸変異を導入し、その核外移行活性を測定して得られた相対活性スコアを二次行列上に記載したもの）を基に高精度NES予測プログラムの作成を行った。予測精度を上げるため、既存のデータベースや研究代表者の実験解析によって得られたNESのポジティブデータとネガティブデータを準備し、それらデータの一部をトレーニングデータとして用いてNESプロファイルを最適化するための新たなコンピュータ手法をデザインした。このトレーニング手法では、トレーニングデータの予測精度が上がらなくなるまで各NESプロファイル中の各スコアを1づつ上下させ、この一連の操作を数百回繰り返すことでプロファイルの最適化を行う。また、膜タンパク質等に見られる疎水性アミノ酸に富んだ領域で多くの偽陽性NESを検出してしまう問題については、最適化プロファイルを用いることで多くを解決できたが、NESの非保存領域中の疎水性アミノ酸数の割合に制限を加えることでより完全に解決することができた。
テストデータを用いたNES予測テストでは、ネガティブデータからのNES予測を10%以下に抑え、ポジティブデータの8割以上を予測することに成功している。開発したNES予測プログラムの予測精度は、既存のNES予測ツール（NESsential、NetNES、Wregex）の予測精度を上回るものであり、最も有用なNES予測ツールとして提供できることが期待される。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kosugi, Satoshi Natsume, Kentaro Yoshida, Daniel MacLean, Liliana Cano, Sophien Kamoun, and Ryohei Terauchi
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e75402
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0075402
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takagi, Akira Abe, Kentaro Yoshida, Shunichi Kosugi, Satoshi Natsume, Chikako Mitsuoka, Aiko Uemura, Hiroe Utsushi, Muluneh Tamiru, Shohei Takuno, Hideki Innan, Liliana M. Cano, Sophien Kamoun, and Ryohei Terauchi
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 74 ページ: 174-183
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0083720
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: Rym Fekih, Hiroki Takagi, Muluneh Tamiru, Akira Abe, Satoshi Natsume, Hiroko Yaegashi, Shailendra Sharma, Shiveta Sharma, Hiroyuki Kanzaki, Hideo Matsumura, Hiromasa Saito, Chikako Mitsuoka, Hiroe Utsushi, Aiko Uemura, Eiko Kanzaki, Shunichi Kosugi, Kentaro Yoshida, Liliana Cano, Sophien Kamoun, and Ryohei Terauchi
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e68529
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0068529
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: Jeffrey A. Fawcett, Tomoyuki Kado, Eriko Sasaki, Shohei Takuno, Kentaro Yoshida, Ryuichi P. Sugino, Shunichi Kosugi, Satoshi Natsume, Chikako Mitsuoka, Aiko Uemura, Hiroki Takagi, Akira Abe, Takashige Ishii, Rhohei Terauchi, and Hideki Innan
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e83720
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0083720
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence Analysis of the Genome of Carnation (Dianthus caryophyllus L.). (2013)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Yagi, Shunichi Kosugi, Hideki Hirakawa, Akemi Ohmiya, Koji Tanase, Taro Harada, Kyutaro Kishimoto, Masayoshi Nakayama, Kazuo Ichimura, Takashi Onozaki, Hiroyasu Yamaguchi, Nobuhiro Sasaki, Taira Miyahara, Yuzo Nishizaki, Yoshihiro Ozeki, Noriko Nakamura, Takamasa Suzuki et al, and Satoshi Tabata
  • 雑誌名: DNA Research 巻: First published online ページ: -
  • DOI: 10.1093/dnares/dst053
  • 査読あり
• [学会発表] ハイライトトラックセッション: Coval: Improving alignment quality and variant calling accuracy for next-generation sequencing (2013)
  • 著者名/発表者名: 小杉 俊一
  • 学会等名: 日本バイオインフォマティクス学会2013年年会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 20131029-20131031