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2012 年度 実施状況報告書

機能性ペプチドの高精度探索アルゴリズムを用いた翻訳制御抗腫瘍ペプチド探索法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24710222
研究種目

若手研究(B)

研究機関千葉大学

研究代表者

高橋 広夫  千葉大学, 園芸学研究科, 准教授 (30454367)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード情報工学 / 癌 / 医療・福祉 / 薬学
研究概要

がんなどの疾患の多くは、複数遺伝子が原因で生じ、診断マーカーが多数報告されている。しかし、臨床的に意味がある新薬開発は大変遅れている。申請者はこれまでに、機能性ペプチド候補をハイスループットに抽出するアルゴリズム: BAIUCAS(バユカス)を開発した。本手法は、数万にも及ぶ生物種に対する1億以上の配列から機能性ペプチド候補を抽出する手法であり、これをヒトゲノムに応用することで、翻訳制御型ペプチド抗がん剤の開発が期待できる。
今年度は、このBAIUCAS法の問題点を改良し、今まで、シロイヌナズナしか解析できなかった問題や、ヒトゲノムを解析する上で、障害となる情報爆発の問題に取り込んだ。BAIUCASは、6つのステップからなる手法であったが、各ステップの中身やステップの順序の最適化を図って以下の様な12ステップからなるアルゴリズムへ大幅に改良した。
旧バージョンから、大きく性能が向上した点として、(i) データベースEnsemblを利用して様々な生物の5’UTR情報取得を自動化 (ii)出力されるデータ量を1/10まで減らす事に成功(ヒトのゲノム解析対策) (iii)データ・計算量が減った分、より信頼性向上のための高度な計算を実装 (iv) uORFの進化的保存性を定量化機能を実装 (v)旧BAIUCAS法の手動の処理をほぼ自動化(vi)DDBJを用いて解析をしていたが、DDBJがWeb APIサービスを停止したので、スタンドアローンで計算出来るように改良したため安定した計算が出来るようになった。
以上のように大幅に機能アップした改良BAIUCAS法により、ヒトや植物に限定されずに、真核生物の普遍的なuORFペプチドを解析することにより、機能性uORFペプチドの解明を加速し、抗がん剤開発だけに留まらず、病気の診断、創薬や診断に有用な手法を開発することができると期待される。

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

本年度は、当初の計画以上に研究が進展していたが、中部大学から千葉大学への異動があり、その分遅れ、トータルでは当初の計画のとおりに進んでいる。

今後の研究の推進方策

本研究は、コンピュータによるドライ研究と、実験によりウエット研究による二本柱からなっている。昨年度は、特に、ドライ研究に力を入れたため、多くの研究費は、今年度に繰り越した。今年度は、ウエット研究に力を入れる予定である。

次年度の研究費の使用計画

昨年度は、「今後の研究の推進方策」欄に記述したとおり、ドライ研究に力を入れ、多くの研究費を必要とするウエット研究を後回しにした。そのため、繰り越した前年度+今年度予算に、ウエット研究を立ち上げるために、各種試薬やプラスチック器具類、実験を補佐するのため実験補助員の人件費、学会参加費、旅費、論文投稿料などを計上したい。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Changes in mRNA Stability Associated with Cold Stress in Arabidopsis Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Chiba Y., Mineta K., Hirai M. Y., Suzuki Y., Kanaya S., Takahashi H., Onouchi H., Yamaguchi J. and Naito S.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 54 ページ: 180-194

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs164

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Meta-analyses of microarrays of Arabidopsis asymmetric leaves1 (as1), as2 and their modifying mutants reveal a critical role for the ETT pathway in stabilization of adaxial-abaxial patterning and cell division during leaf development2013

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H., Iwakawa H., Ishibashi N., Kojima S., Matsumura Y., Prananingrum P., Iwasaki M., Takahashi A., Ikezaki M., Luo L., Kobayashi T., Machida Y. and Machida C.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 54 ページ: 418-431

    • DOI

      10.1093/pcp/pct027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual regulation of ETTIN (ARF3) gene expression by AS1-AS2, which maintains the DNA methylation level, is involved in stabilization of leaf adaxial-abaxial partitioning in Arabidopsis2013

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki M., Takahashi H., Iwakawa H., Nakagawa A., Ishikawa T., Tanaka H., Matsumura Y., Pekker I., Eshed Y., Pradel S. V., Ito T., Watanabe Y., Ueno Y., Fukazawa H., Kojima S., Machida Y. and Machida C.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 140 ページ: 1958-1969

    • DOI

      10.1242/dev.085365

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduced GNG2 expression levels in mouse malignant melanomas and human melanoma cell lines2012

    • 著者名/発表者名
      I. Yajima
    • 雑誌名

      Am. J. Cancer Res.

      巻: 2 ページ: 322-329

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Berberine enhances defects in the establishment of leaf polarity in asymmetric leaves1 and asymmetric leaves2 of Arabidopsis thaliana.2012

    • 著者名/発表者名
      A. Nakagawa
    • 雑誌名

      Plant Mol. Biol.

      巻: 79 ページ: 569-581

    • DOI

      10.1007/s11103-012-9929-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] BAIUCAS: a novel BLAST-based algorithm for the identification of upstream open reading frames with conserved amino acid sequences, and its application to the Arabidopsis thaliana genome2012

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: 28 ページ: 2231-2241

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/bts303

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of novel rules for G-quadruplex-forming sequences in plants by using bioinformatics methods2012

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 114 ページ: 570-575

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2012.05.017

    • 査読あり
  • [学会発表] Searching for the Leaf-shape-controlling Genes Downstream of AS1 & AS2 and its modifiers2013

    • 著者名/発表者名
      P. Prananingrum
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] The ASYMMETRIC LEAVES1 (AS1)/AS2 Complex Is a Stabilizer for the Leaf Development in Arabidopsis2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Machida
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] シロイヌナズナの葉の形態形成に関わるASYMMETRIC LEAVES2下流因子のマイクロアレイ解析による探索2013

    • 著者名/発表者名
      小島晶子
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] DNA損傷試薬は、シロイヌナズナの葉の向背軸分化を特異的に阻害する2013

    • 著者名/発表者名
      中川彩美
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] 5'非翻訳領域にコードされた種間保存性の高いペプチドの網羅的探索法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      高橋広夫
    • 学会等名
      第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸)
    • 年月日
      20121023-20121026
  • [学会発表] 5'非翻訳領域における種間保存性の高い上流ORFの網羅的探索法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      高橋広夫
    • 学会等名
      第44回化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      20120919-20120921

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公開日: 2014-07-24  

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