メタゲノム資源からの新規微生物探索とその代謝経路予測による環境浄化システムの解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23710242
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用ゲノム科学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 阿部 貴志 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30390628)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: メタゲノム / 一括学習型自己組織化マップ / 連続塩基 / 連続アミノ酸 / 生物系統推定 / タンパク質機能推定

研究概要

環境メタゲノム資源から、連続塩基・アミノ酸組成に基づく一括学習型自己組織化マップ（BLSOM）を基に、環境中の微生物叢のための生物系統推定ソフトウェア、地球環境改善に役立つ新規微生物ゲノムの検出手法、ならびに、それらが持つ環境浄化システムに関与する有用遺伝子候補の探索手法を開発した。新規性の高いゲノム断片配列を微生物ゲノム別に再構成するための手法が開発でき、環境が保有する環境浄化システムを構成する微生物や代謝遺伝子セットの全体像が把握でき、様々な微生物が持つ環境浄化システムの全体像把握に向けた情報学的スクリーニング法としての活用も期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Visualization of genome signatures of eukaryote genomes by Batch-Learning Self-Organizing Map (BLSOM) with a special emphasis on Drosophila genomes (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Yuta Hamao, Toshimichi Ikemura
  • 雑誌名: BioMed Research International 巻: Article ID 985706
  • DOI: 10.1155/2014/985706
  • 査読あり
• [雑誌論文] tRNADB-CE : tRNA gene database well-timed in the era of big sequence data (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Hachiro Inokuchi, Yuko Yamada, Akira Muto, Yuki Iwasaki, Toshimichi Ikemura
  • 雑誌名: Frontiers in GENETICS 巻: 5 ページ: 114
  • DOI: 10.3389/fgene.2014.00114
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Bioinformatics Strategy to Analyze Microbial Big Sequence Data for Efficient Knowledge Discovery : Batch-Learning Self-Organizing Map (BLSOM) (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Iwasaki, Takashi Abe, Toshimichi Ikemura(他2人)
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 1 ページ: 137-157
  • DOI: 10.3390/microorganisms1010137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative metagenomics of anode- associated microbiomes developed in rice paddy-field microbial fuel cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kouzuma, Takashi Abe, Kazuya Watanabe(他3人)
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 ページ: e77443
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0077443
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nobel bioinformatics strategies for prediction of directional sequence changes in influenza virus genomes and for surveillance of potentially hazardous strains (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Iwasaki, Takashi Abe, Toshimichi Ikemura(他3人)
  • 雑誌名: BMC Infectious Diseases 巻: 13 ページ: 386
  • DOI: 10.1186/1471-2334-13-386
  • 査読あり
• [雑誌論文] Notable clustering of transcription-factor-binding motifs in human pericentric regions and its biological significance (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Iwasaki, Takashi Abe, Toshimichi Ikemura(他3人)
  • 雑誌名: Chromosome Research 巻: 21 ページ: 461-474
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole-genome sequencing of Theileria parva strains provides insight into parasite migration and diversification in the African continent (2013)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Hayashida, Takashi Abe, Chihiro Sugimoto(他7人)
  • 雑誌名: DNA Research 巻: 20 ページ: 209-220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematization of diversity of protein sequences in enzymes related to secondary metabolic pathways in plants in the context of big data biology inspired by KNApSAcK Motorcycle database (2013)
  • 著者名/発表者名: Shun Ikeda, Takashi Abe, Shigehiko Kanaya
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 54 ページ: 711-727
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel approach, based on BLSOMs (Batch Learning Self-Organizing Maps), to the microbiome analysis of ticks (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryo Nakao, Takashi Abe, Chihiro Sugimoto
  • 雑誌名: ISME Journal 巻: 7 ページ: 1003-1015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice Annotation Project Database (RAP-DB) : An integrative and interactive database for rice genomics (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Sakai, Takashi Abe, Takeshi Itoh (他14名)
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 54 ページ: e6(1-11)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative genome analysis of three eukaryotic parasites with differing abilities of leukocyte transformation reveals key mediators of Theileria-induced leukocyte-transformation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Hayashida, Yuichiro Hara, Takashi Abe (他27人)
  • 雑誌名: mBio 巻: 3 ページ: e00204-12
  • DOI: 10.1128/mBio.00204-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diverse RuBisCO genes responsible for CO2 fixation in an Antarctic moss pillar (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Nakai, Takashi Abe, Takeshi Naganuma(他8人)
  • 雑誌名: Polar Biology 巻: 35 ページ: 1641-1650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eukaryotic phylotypes in aquatic moss pillars inhabiting a freshwater lake in East Antarctica, based on 18S rRNA gene analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Nakai, Takashi Abe, Takeshi Naganuma(他8人)
  • 雑誌名: Polar Biology 巻: 35 ページ: 1495-1504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microflorae of aquatic moss pillars in a freshwater lake, East Antarctica, based on fatty acid and 16S rRNA gene analyses (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Nakai, Takashi Abe, Takeshi Naganuma(他8人)
  • 雑誌名: Polar Biology 巻: 35 ページ: 425-433
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Bioinformatics Strategy to Predict Direcitional Changes of Influenza AVirus Genome Sequences (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Iwasaki, Toshimichi Ikemura, Takashi Abe(他2名)
  • 雑誌名: WSOM2011 巻: LNCS 6731 ページ: 198-206
  • 査読あり
• [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, Toshimichi Ikemura (他2人)
  • 雑誌名: DNAResearch 巻: 18 ページ: 125-136
  • 査読あり
• [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, Toshimichi Ikemura, Takashi Abe(他2名)
  • 雑誌名: Genes & Genetic Systems 巻: 86 ページ: 53-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metagenomic analysis of 0.2-μm-passable microorganisms in deep-sea hydrothermal fluid (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Nakai, Takashi Abe, Haruko Takeyama and Takeshi Naganuma
  • 雑誌名: Marine Biotechnology 巻: 13 ページ: 900-908
  • 査読あり
• [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, Hachiro Inokuchi(他8名)
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 39 ページ: D210-D213
  • 査読あり
• [学会発表] Metagenomic analysis for unveiling of microbial diversities within tick guts (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Ryo Nakao, Toshimichi Ikemura, Frans Jongejan, and Chihiro Sugimoto
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Metagenomic approach to identify tick-borne pathogens by using ultra high throughput DNA sequencing and data analyzing technologies (2011)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Sugimoto, Ryo Nakao, Toshimichi Ikemura, Frans Jongejan, and Takashi Abe
  • 学会等名: 7th International Conference on Ticks and Tick-borne Pathogens (TTP-7)
  • 発表場所: Zaragoza, Spain
  • 年月日: 2011-08-28
• [学会発表] Visualization of Genome Signatures with BLSOM and its Application to Eukaryotic and Viral genomes (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Yuki Iwasaki, Hiroshi Uehara, Yuuta Hamano, Kennosuke Wada and Toshimichi Ikemura
  • 学会等名: Society for Molecular Biology and Evolution 2011
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-07-26
• [学会発表] A Novel Bioinformatics Strategy to Predict Direcitional Changes of Influenza A Virus Genome Sequences (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Iwasaki, Kennosuke Wada, Masae Itoh, Toshimichi Ikemura, and Takashi Abe
  • 学会等名: Workshop on Self-Organizing Map 2011
  • 発表場所: Espoo, Finland
  • 年月日: 2011-06-15
• [図書] 一括学習型自己組織化マップ(BLSOM)を用いた大量メタゲノム解析.生命のビックデータ利用の最前線(植田充美監修) (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志,金谷重彦,池村淑道
  • 総ページ数: 104-112
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 16章ゲノミクス.ベーシックマスター分子生物学(東中川徹,大山隆,清水光弘共編) (2013)
  • 著者名/発表者名: 池村淑道,阿部貴志
  • 出版者: オーム社
• [図書] Novel bioinformatics method to analyze more than 10,000 influenza virus strains easily at once: Batch-Learning Self Organizing Map (BLSOM). Advances in Viral Genomes Research (Eds: J. Borrelli and Y. Giannini) (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Iwasaki, Toshimichi Ikemura, Kennosuke Wada, Yoshiko Wada, Takashi Abe
  • 総ページ数: 95-112
  • 出版者: Nova Science Publishers, Inc.
• [図書] インフルエンザウイルスゲノム配列の変化方向の予測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩崎裕貴,和田健之介,阿部貴志,池村淑道
  • 総ページ数: 12, 56-57
  • 出版者: アドバンスシミュレーション
• [図書] メタゲノム解析による微生物群集構造の解明への一括学習型自己組織化マップ(BLSOM)の活用,生物工学会誌 90(12) (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部貴志,中尾亮,杉本千尋
  • 総ページ数: 765-768
• [図書] 新規情報学的手法を用いたインフルエンザウイルスのゲノム塩基配列の変化の方向性の予測生物工学会誌, 90(12) (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩崎裕貴,阿部貴志,和田健之介,池村淑道
  • 総ページ数: 769-772
• [図書] tRNADB-CE and use of tRNAs as phylogenetic markers for metagenomic sequences, Encyclopedia of Metagenomics
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Hachiro Inokuchi, Yuko Yamada, Akira Muto, Yuki Iwasaki, Toshimichi Ikemura
  • 出版者: Springer(in press)
• [備考] 研究紹介
  • URL: http://bioinfo.ie.niigata-u.ac.jp/
• [備考] ソフトウェア PEMS
  • URL: http://bioinfo.ie.niigata-u.ac.jp/?PEMS_Soft
• [備考] tRNADB-CE
  • URL: http://trna.ie.niigata-u.ac.jp/