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2018 年度 実績報告書

生命現象の階層横断的な理解を可能する統計的モデリング技術の開発

公募研究

研究領域代謝アダプテーションのトランスオミクス解析
研究課題/領域番号 18H04798
研究機関名古屋大学

研究代表者

島村 徹平  名古屋大学, 医学系研究科, 特任准教授 (00623943)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードシステム生物学 / マルチオミクス / ネットワーク解析 / 代謝
研究実績の概要

著しく変動する外界の環境変化に応じて、細胞は代謝経路を流動的に調整することで生体内の恒常性を維持しているが、その詳細な分子機構は未解明のままである。本研究課題では、さまざまなオミクスの階層横断的な情報統合を行い、代謝アダプテーションの分子機序を解明するための統計的モデリング技術を開発する。また、計画班との有機的な連携のもと、代謝アダプテーションへの知見と理解を深め、階層横断的な情報統合を行う数理アプローチによる知識発見・仮説生成から生命科学のイノベーションを創出する情報解析基盤の構築を目指す。平成30年度は以下の進展があった。①.低栄養下におけるHeLaがん細胞株に15種類のアミノ酸をそれぞれ添加あるいは削除した場合の遺伝子発現プロファイルを基に、細胞の代謝状態を規定する遺伝子群を同定する解析手法を開発した。②.ランダム行列理論に基づき、一細胞発現データから細胞の代謝環境・エネルギー環境の変化を引き起こす可能性のあるモジュレータ因子を同定する統計的検定法を開発した。③.①および②の方法をR言語で実装した解析プログラムを開発した。④.シミュレーションデータに適用し、開発した手法の問題点および有効性について検証した。⑤.開発した手法を8人の乳がん患者における47016個x14875遺伝子の一細胞遺伝子発現データに適用し、がんにおけるエネルギー代謝のリプログラミングに影響を及ぼす可能性のある因子の同定を行った。

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

本研究課題に必要な解析の要素技術を開発し、研究協力者との共同研究も順調に進めることができた。

今後の研究の推進方策

計画班および公募班との連携の下、代謝アダプテーションへの知見と理解を深め、生命科学のイノベーションを創出する情報解析基盤の構築を目指す。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Regnase-1-mediated post-transcriptional regulation is essential for hematopoietic stem and progenitor cell homeostasis.2019

    • 著者名/発表者名
      Kidoya H, Muramatsu F, Shimamura T, Jia W, Satoh T, Hayashi Y, Naito H, Kunisaki Y, Arai F, Seki M, Suzuki Y, Osawa T, Akira S, Takakura N.
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: 10(1) ページ: 1072

    • DOI

      10.1038/s41467-019-09028-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ENIGMA: An Enterotype-Like Unigram Mixture Model for Microbial Association Analysis.2019

    • 著者名/発表者名
      Abe K, Hirayama H, Ohno K, Shimamura T.
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 20(Suppl 2) ページ: 191

    • DOI

      10.1186/s12864-019-5476-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Network of Networks Approach for Modeling Interconnected Brain Tissue-Specific Networks.2019

    • 著者名/発表者名
      Kawakubo H, Matsui Y, Kushima I, Ozaki N, Shimamura T.
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btz032

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GIMLET: Identifying biological modulators in context-specific gene regulation using local energy statistics.2018

    • 著者名/発表者名
      Shimamura T, Matsui Y, Kajino T, Ito S, Takahashi T, Miyano S.
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Bioinformatics

      巻: 10834 ページ: 115-123

    • DOI

      10.1101/349928

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tumor subclonal progression model for cancer hallmark acquisition.2018

    • 著者名/発表者名
      Matsui Y, Miyano S, Shimamura T.
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Bioinformatics

      巻: 10834 ページ: 124-137

    • DOI

      10.1101/149252

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative Analyses of Copy-Number Variation in Autism Spectrum Disorder and Schizophrenia Reveal Etiological Overlap and Biological Insights.2018

    • 著者名/発表者名
      Kushima I, Aleksic B, Nakatochi M, Shimamura T et al. and Ozaki N.
    • 雑誌名

      Cell Rep

      巻: 24(11) ページ: 2838-2856

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.08.022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A latent allocation model for the analysis of microbial composition and disease2018

    • 著者名/発表者名
      Abe K, Hirayama H, Ohno K, Shimamura T.
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 19(Suppl 19) ページ: 519

    • DOI

      10.1186/s12859-018-2530-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A temporal shift of the evolutionary principle shaping intratumor heterogeneity in colorectal cancer.2018

    • 著者名/発表者名
      Saito T, Niida A, Uchi R, Hirata H, Komatsu H, Sakimura S, Hayashi S, Nambara S, Kuroda Y, Ito S, Eguchi H, Masuda T, Sugimachi K, Tobo T, Nishida H, Daa T, Chiba K, Shiraishi Y, Yoshizato T, Kodama M, Okimoto T, Mizukami K, Ogawa R, Okamoto K, Shuto M, Fukuda K, Matsui Y, Shimamura T et al. and Mimori K.
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: 9(1) ページ: 2884

    • DOI

      10.1038/s41467-018-05226-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ATR inhibition controls aggressive prostate tumors deficient in Y-linked histone demethylase KDM5D.2018

    • 著者名/発表者名
      Komura K, Yoshikawa Y, Shimamura T, Chakraborty G, Gerke TA, Hinohara K, Chadalavada K, Jeong SH, Armenia J, Du SY, Mazzu YZ, Taniguchi K, Ibuki N, Meyer CA, Nanjangud GJ, Inamoto T, Lee GM, Mucci LA, Azuma H, Sweeney CJ, Kantoff PW.
    • 雑誌名

      J Clin Invest128(7)

      巻: 128(7) ページ: 2979-2995

    • DOI

      10.1172/JCI96769

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of Cardiomyocyte-Fated Progenitors from Human-Induced Pluripotent Stem Cells Marked with CD82.2018

    • 著者名/発表者名
      Takeda M, Kanki Y, Masumoto H, Funakoshi S, Hatani T, Fukushima H, Izumi-Taguchi A, Matsui Y, Shimamura T, Yoshida Y, Yamashita JK.
    • 雑誌名

      Cell Rep

      巻: 22(2) ページ: 546-556

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.12.057

    • 査読あり
  • [学会発表] Sparse Regression Modeling of Drug Response with A Localized Estimation Framework2018

    • 著者名/発表者名
      島村徹平
    • 学会等名
      The Pacific Symposium on Biocomputing (PSB) 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] データサイエンスとの連携・融合による生命科学研究の新時代2018

    • 著者名/発表者名
      島村徹平
    • 学会等名
      第61回日本神経化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオインフォマティクスにおけるスパースモデリング2018

    • 著者名/発表者名
      島村徹平
    • 学会等名
      日本行動計量学会 第46回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] がん微小環境における細胞間相互作用のモデリング2018

    • 著者名/発表者名
      島村徹平
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 疾患メタゲノム解析のためのベイズモデリング2018

    • 著者名/発表者名
      島村徹平
    • 学会等名
      第7回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2018)
    • 招待講演
  • [学会発表] 腫瘍内不均一性の一細胞トランスクリプトーム解析のためのバイオインフォマティクス2018

    • 著者名/発表者名
      島村徹平
    • 学会等名
      第77回日本癌学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] がん免疫システムの時間・空間・個体間多様性を読み解くデータサイエンス2018

    • 著者名/発表者名
      島村徹平
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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