2013 年度実施状況報告書

公共マイクロアレイデータを用いた家畜QTL候補遺伝子の探索システム

研究課題

研究課題/領域番号	25850185
研究種目	若手研究(B)
研究機関	京都大学
研究代表者	松田洋和京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (30597810)
研究期間 (年度)	2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード	QTL候補遺伝子 / 公共データベース / 網羅的遺伝子発現データ / アノテーション情報 / データマイニング
研究概要	Gene Expression Omnibus（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/）におけるGSE10246から得たマウスの91種の細胞および組織における発現データに基づき23,856遺伝子の組織特異性に関するスコアを算出するとともに、これらの遺伝子の機能カテゴリの情報等をEntrez Gene（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene）から取得し統合した。これらの情報の統合的な分析結果を用いてQTL候補遺伝子を選択し、選択遺伝子の発現情報を用いて約200個体のヘテロストックマウスの量的形質に関する表現型値予測を実施したところ、所与の正確度を達するために必要な遺伝子の数を大幅に減らすことが可能であったことから、構築した統合情報はマウスのQTL候補遺伝子の探索に有用な情報となり得る可能性が示された。一方、ウシについてもSequence Read Archive（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra）のSRP002394から得たRNA-Seqデータに対して最新のゲノム情報（UMD3.1）を基にバイオインフォマティクス解析を実施し、15の組織における18,127遺伝子の発現に関する組織特異性スコアを算出した。
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平成25年度は、マウスのマイクロアレイデータおよび関連のアノテーション情報を公共のデータベースより取得し、これらの情報を統合したQTL候補遺伝子探索システムを構築するとともに、その有用性を独立データにより検証することを目的とした。この点について、種々のデータの統合的な分析結果を利用したシステムを構築することに成功し、独立データによる検証では良好な結果を得ることができた。また、平成26年度で実施予定であったウシのデータマイニングの一部にもすでに着手している。
今後の研究の推進方策	すでに着手しているウシのデータマイニングを進め、遺伝子の機能情報等も考慮に入れたQTL候補遺伝子探索システムを構築する。ブタにおいてもArray Express（http://www.ebi.ac.uk/arrayexpress/）のE-MTAB-1183における62種の細胞および組織における発現データを利用して同様なシステムの開発を実施する。次に、これらの家畜におけるシステムと先に構築したマウスのシステムとを、遺伝子間の相同性に基づく対応付けを通じて統合し情報の網羅性を高める。また、各情報の組み合わせによって既報の形質関連遺伝子の順位付けの変化について検討することにより、候補遺伝子選択の頑健性の確認も行う。さらに、統合したシステムの性能を検証するために、黒毛和種のデータを対象とした検討を行う。ここではとくに、ゲノム育種価予測に用いるSNPを選択する際に、本システムに基づくQTL候補遺伝子の位置情報を考慮に入れ、予測の正確度の平均や標準誤差に対してどのように影響するのかを調べる。最終的に、形質－組織－遺伝子機能－遺伝子間の関連性について、Heat Map、ネットワーク図、ゲノムビューア等で概観できるようなインターフェースを組み立てた上で、本システムをWeb上で公開する。
次年度の研究費の使用計画	「次年度使用額」の約8万円は、当初の予定に比べ分析対象データの量が多量であったため、平成26年度に実施予定のデータ分析の補助等に関わる人件費・謝金を増額する必要性が生じたことに依る。平成26年度には、本課題における中心的な分析の実施およびその結果と平成25年度に実施した分析結果とを統合したシステムの開発およびWeb上でのシステムの公開のために必要なインターフェースの構築の準備を予定しており、合計で128万円の研究費を使用する。平成26年度の分析の対象となる素データは大容量であり単独ですべての作業を実施するのは困難であるため、計算用のパソコンの購入に33万円、データのエディットおよび分析用の計算プログラム作成補助に関わる人件費・謝金に38万円を充てる。また、研究成果の学会発表等のための旅費として28万円、学術論文の印刷および投稿料等に関わる消耗品費・その他に合わせて29万円を充てる予定である。