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2012 年度 実績報告書

網羅的解析手法を用いた腫瘍及び細胞分化関連miRNAの生命情報学的同定技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23300357
研究機関中央大学

研究代表者

田口 善弘  中央大学, 理工学部, 教授 (30206932)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードmicroRNA / プロモーターメチル化 / 細胞老化 / 前頭葉 / 側頭葉 / 橋 / 小脳
研究概要

※miRNAによる標的遺伝子の制御と細胞老化の関係を解明して、論文として発表した。従来は、細胞老化において大きく発現が変化するmiRNAを選択することで細胞老化に関係している遺伝子を同定していたが、非常に多くのmiRNAの発現が変化しており、絞り込みが難しかった。今回、miRNAによる標的遺伝子の発現制御を調べることで、より少数個のmiRNAが細胞老化に関わっていることを示すことに成功した。
※miRNAの標的遺伝子において、miRNAの標的特異的なプロモーターメチル化が生じていることを確認した。また、細胞老化と幹細胞からの分化では、miRNA特異的なプロモーターのメチル化と、標的遺伝子の発現の下降/上昇があべこべであることを見出した。
※miRNAの標的遺伝子において、miRNAの標的特異的なプロモーターメチル化が脳の部位(前頭葉・側頭葉・橋・小脳)の間で生じていることを示した。
※miRNAの標的遺伝子のmiRNAの標的特異的なプロモーターメチル化とmiRNAの発現の変化が、協同的に標的遺伝子の発現を制御していることを確認した。miRNAの標的遺伝子のmiRNAの標的特異的なプロモーターメチル化を考慮しても、標的の発現変化と相関した発現の変化をしているとみなせるmiRNAを部位間の発現変化ごとに特定した。これらのmiRNAが標的とするKEGG Pathwayを推定したところ、脳の機能に深く関連したpathwayが非常に多数、標的となっていることを見出した。また、部位間ごとに特定されたmiRNAはばらばらだったにも関わらず、pathwayは共通であることが見出された。
※また2011年度の研究成果であるmiRNA標的遺伝子の発現制御予測アルゴリズムを国際的なバイオインフォマティクスのソフトウェアリポジトリであるBioconductorに登録した(「備考」の項参照)

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

2011年度には標的遺伝子の発現からmiRNAによる標的遺伝子の発現予測を行うアルゴリズムMiRaGE法を開発し、WEBサーバーとして、また、国際的なバイオインフォマティクスのソフトウェアリポジトリであるBioconductorにパッケージとして収録した。さらに2012年度は、miRNAの標的遺伝子のプロモーターが、miRNA標的特異的にメチル化していることを見出し、また、これらが実際に標的遺伝子の発現制御にどう関わっているかを解明した。
これは当初の目的である、miRNAによる標的遺伝子の発現制御を、他のエピジェネティックな発現制御機構との関連で解明していくという目的に合致しており、研究の遂行は非常に順調であると言える。

今後の研究の推進方策

miRNA標的遺伝子のプロモーターメチル化がmiRNA標的特異的であること、また、このメチル化が標的遺伝子の発現制御を大きく影響していることを見出したことから、miRNAによる標的遺伝子発現制御機構に迫ることができている。
本年度はこの知見をガンを含めたより広い対象へと拡張していく。具体的には、ガンのメチル化に関する多数のデータベースの内容を使う。
また、プロモーターメチル化以外の、ヒストン修飾などのエピジェネティクなマーカーとmiRNAの標的であることの関連なども調べていきたい。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Possible miRNA coregulation of target genes in brain regions by both differential miRNA expression and miRNA-targeting-specific promoter methylation2013

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 雑誌名

      IPSJ SIG Technical Reports

      巻: 2013-BIO-33 ページ: 1-6

  • [雑誌論文] Inference of Target Gene Regulation via miRNAs during Cell Senescence by Using the MiRaGE Server2012

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 雑誌名

      Aging and Disease

      巻: 3 ページ: 301-306

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inference of Target Gene Regulation via miRNAs during Cell Senescence by Using the MiRaGE Server2012

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 雑誌名

      Communications in Computer and Information Science

      巻: 304 ページ: 441-446

    • DOI

      10.1007/978-3-642-31837-5_64

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Competitive target gene regulation by promoter methylation and miRNA2012

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 雑誌名

      IPSJ SIG Technical Reports

      巻: 2012-BIO-31 ページ: 1-6

  • [雑誌論文] Comprehensive miRNA Expression Analysis in Peripheral Blood Can Diagnose Liver Disease2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Murakami
    • 雑誌名

      PloS ONE

      巻: 7 ページ: e48366

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0048366

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive miRNA expression analysis in peripheral blood can diagnose liver disease2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Murakami
    • 雑誌名

      IPSJ SIG Technical Reports

      巻: 2012-BIO-32 ページ: 1-6

  • [学会発表] Comprehensive miRNA expression analysis in peripheral blood can diagnose liver disease2012

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 学会等名
      第32回バイオ情報学研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20121206-20121207
  • [学会発表] Inference of Target Gene Regulation via miRNAs during Cell Senescence by Using the MiRaGE Server2012

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 学会等名
      ICIC2012
    • 発表場所
      Huangshan, China
    • 年月日
      20120725-20120729
  • [学会発表] MiRaGEサーバを用いた老化関連miRNAの標的遺伝子の発現制御予測2012

    • 著者名/発表者名
      田口善弘
    • 学会等名
      Biotech2012
    • 発表場所
      東京ビッグサイト
    • 年月日
      20120425-20120427
  • [学会発表] Possible miRNA coregulation of target genes in brain regions by both differential miRNA expression and miRNA-targeting-specific promoter methylation

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 学会等名
      第33回バイオ情報学研究会
    • 発表場所
      東北大学
  • [学会発表] Competitive target gene regulation by promoter methylation and miRNA

    • 著者名/発表者名
      Y-h. Taguchi
    • 学会等名
      第31回バイオ情報学研究会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
  • [備考] MiRNA Ranking by Gene Expression

    • URL

      http://www.bioconductor.org/packages/release/bioc/html/MiRaGE.html

  • [備考] gene target table of miRNA used for MiRaGE package

    • URL

      http://www.bioconductor.org/packages/release/data/experiment/html/miRNATarget.html

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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