2019 Fiscal Year Annual Research Report
スーパーコンピューティングと革新的情報技術によるがんシステムの新次元探索
| Project Area | Conquering cancer through neo-dimensional systems understanding |
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15H05912
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮野 悟 東京大学, 医科学研究所, 教授 (50128104)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島村 徹平 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00623943)
白石 友一 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (70516880)
PARK HEEWON 広島大学, 情報科学部, 准教授 (70756642)
山口 類 愛知県がんセンター(研究所), システム解析学分野, 分野長 (90380675)
新井田 厚司 東京大学, 医科学研究所, 講師 (00772493)
片山 琴絵 東京大学, 医科学研究所, 助教 (40581195)
張 耀中 東京大学, 医科学研究所, 助教 (60817138)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | がん / システム生物学 / 統計的モデリング / バイオインフォマティクス / 人工知能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
R1年度は以下の1-3の課題の研究で成果を得た。
1.がんゲノミクス研究に用いてきたWatson for Genomics等により、世界で最初のCF3-HLF陽性 B細胞ALLの成人症例の診断がつけられた(Takeda R et al. Leuk Lymphoma. 2019;60(11):2821-2824)。深層学習をグラフデータに対して行う研究では、Deep Tensor (Maruhashi K et al.AAAI 2018:3770-3777)を発展させ、深層学習においてブラックボックスと言われていたものを説明可能なDeep Tensorへと発展させた(Maruhashi K,Park H, Yamaguchi R, Miyano S. Linear Tensor Projection Revealed Nonlinearlity, 投稿中)。深層学習を用いた多くのAIが画像、自然言語、音声、計測器からの信号・記号列などのデータを対象としている。一方、この説明可能なDeep Tensorは、複雑なネットワーク構造データを対象としたもので、そのフィーチャーをサブネットワークとして同定し、さらにサブネットワークとその相互関係を抽出できる。それにより、ネットワークがどのように分類されたかを説明できるようにしたものである。また、シークエンスデータ解析へ深層学習をロングリードナノポアシークエンスのシグメンテーションに応用した(Zhang Y-Z et al. BMC Bioinformatics. 2020;21(Suppl 3):136)。ヒトゲノム解析センタースパコンSHIROKANEを活用し、国際がんゲノムコンソーシアムからPan Cancer解析の一連の成果を発表した。
2.大規模オミクスデータ解析パイプラインの継続整備により、ゲノムの3次元構造をシークエンスによって推定するHi-Cデータ解析でGPU計算を駆使して成果を得た(Ochi Y et al. Combined Cohesin-RUNX1 Deficiency Synergistically Perturbs Chromatin Looping and Causes Myelodysplastic Syndromes. Cancer Discov. 2020. doi:10.1158/2159-8290.CD-19-0982：小川と共同）。
3.「京」コンピュータ上に開発してきたネットワーク推定等のデータ解析技術により、MYCを制御する長鎖ノンコーディングRNA MYMLRの発見があった（Kajino T et al. EMBO J. 2019;38(17):e98441:高橋と共同）。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(51 results)
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[Journal Article] Comprehensive analysis of indels in whole-genome microsatellite regions and microsatellite instability across 21 cancer types2020
Author(s)
Fujimoto A, Fujita M, Hasegawa T, Wong JH, Maejima K, Oku-Sasaki A, Nakano K, Shiraishi Y, Miyano S, Yamamoto G, Akagi K, Imoto S, Nakagawa H.
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Journal Title
Genome Res.
Volume: 30(3)
Pages: 334-346
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Combined Cohesin-RUNX1 Deficiency Synergistically Perturbs Chromatin Looping and Causes Myelodysplastic Syndromes2020
Author(s)
Ochi Y, Kon A, Sakata T, Nakagawa MM, Nakazawa N, Kakuta M, Kataoka K, Yoshida K, Shiozawa Y, Nannya Y, Kakiuchi N, Nishimura T, Makishima H, Malcovati L, Sanada M, Takaori-Kondo A, Cazzola M, Kengaku M, Miyano S, Shirahige K, Suzuki HI, Ogawa S
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Journal Title
Cancer Discov.
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Variant analysis of prostate cancer in Japanese patients and a new attempt to predict related biological pathways2020
Author(s)
Kasajima R, Yamaguchi R, Shimizu E, Tamada Y, Niida A, Tremmel G, Kishida T,Aoki I, Imoto S, Miyano S, Uemura H, Miyagi Y
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Journal Title
Oncol Rep.
Volume: 43(3)
Pages: 943-952
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Frequent mutations that converge on the NFKBIZ pathway in ulcerative colitis2020
Author(s)
Kakiuchi N, Yoshida K, Uchino M, Kihara T, Hirano T, Goto N, Takeuchi Y, Ochi Y, Shiozawa Y, Kogure Y, Kim SK, Kon A, Kataoka K, Yoshizato T, Nakagawa MM, Yoda A, Nanya Y, Makishima H, Shiraishi Y, Chiba K, Tanaka H, Sanada M, Sugihara E, Sato TA, Maruyama T, Miyoshi H, Taketo MM, Takeuchi O, Miyano S, Seno H, Ogawa S
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Journal Title
Nature
Volume: 577(7789)
Pages: 260-265
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Integrated exome and RNA sequencing of dedifferentiated liposarcoma2019
Author(s)
Hirata M, Asano N, Katayama K, Yoshida A, Tsuda Y, Sekimizu M, Mitani S, Kobayashi E, Motoi T, Oda Y, Matsubara D, Fujita M, Shibata T, Nakagawa H, Nakayama R, Kondo T, Imoto S, Miyano S, Kawai A, Yamaguchi R, Ichikawa H, Matsuda K
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 10(1)
Pages: 5683
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Invariant patterns of clonal succession determine specific clinical features of myelodysplastic syndromes2019
Author(s)
Nagata Y, Makishima H, Kerr CM, Przychodzen BP, Aly M, Goyal A, Awada H, Asad MF, Kuzmanovic T, Suzuki H, Yoshizato T, Yoshida K, Chiba K, Tanaka H, Shiraishi Y, Miyano S, Mukherjee S, LaFramboise T, Nazha A, Sekeres MA, Radivoyevitch T, Haferlach T, Ogawa S, Maciejewski JP
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 10(1)
Pages: 5386
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Phosphoethanolamine Accumulation Protects Cancer Cells under Glutamine Starvation through Downregulation of PCYT22019
Author(s)
Osawa T, Shimamura T, Saito K, Hasegawa Y, Ishii N, Nishida M, Ando R, Kondo A, Anwar M, Kato K, Endo K, Yamano S, Kanki Y, Matsumura Y, Minami T, Tanaka T, Anai M, Wada Y, Wanibuchi H, Hayashi M, Hamada A, Yoshida M, Yachida S, Nakao M, Sakai J, Aburatani H, Shibuya M, Hanada K, Miyano S, Soga T, Kodama T
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 29(1)
Pages: 89-103
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Replication stress triggers microsatellite destabilization and hypermutation leading to clonal expansion in vitro2019
Author(s)
Matsuno Y, Atsumi Y, Shimizu A, Katayama K, Fujimori H, Hyodo M, Minakawa Y, Nakatsu Y, Kaneko S, Hamamoto R, Shimamura T, Miyano S, Tsuzuki T, Hanaoka F, Yoshioka KI
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 10(1)
Pages: 3925
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Divergent lncRNA MYMLR regulates MYC by eliciting DNA looping and promoter-enhancer interaction2019
Author(s)
Kajino T, Shimamura T, Gong S, Yanagisawa K, Ida L, Nakatochi M, Griesing S, Shimada Y, Kano K, Suzuki M, Miyano S, Takahashi T
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Journal Title
EMBO J.
Volume: 38(17)
Pages: e98441
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Massively parallel sequencing of tenosynovial giant cell tumors reveals novel CSF1 fusion transcripts and novel somatic CBL mutations2019
Author(s)
Tsuda Y, Hirata M, Katayama K, Motoi T, Matsubara D, Oda Y, Fujita M, Kobayashi H, Kawano H, Nishida Y, Sakai T, Okuma T, Goto T, Ogura K, Kawai A, Ae K, Anazawa U, Suehara Y, Iwata S, Miyano S, Imoto S, Shibata T, Nakagawa H, Yamaguchi R, Tanaka S, Matsuda K
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Journal Title
Int J Cancer.
Volume: 145(12)
Pages: 3276-3284
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Molecular heterogeneity in peripheral T-cell lymphoma, not otherwise specified revealed by comprehensive genetic profiling2019
Author(s)
Watatani Y, Sato Y, Miyoshi H, Sakamoto K, Nishida K, Gion Y, Shiraishi Y, Chiba K, Tanaka H, Zhao L, Ochi Y, Shiozawa Y, Kakiuchi N, Yoshizato T, Nakagawa MM, Nanya Y, Yoshida K, Makishima H, Sanada M, Noguchi M, Nakamura N, Miyazaki T, Kito Y, Miyano S, Shimoda K, Takeuchi K, Ohshima K, Yoshino T, Ogawa S, Kataoka K.
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Journal Title
Leukemia
Volume: 33(12)
Pages: 2867-2883
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Development of an MSI-positive colon tumor with aberrant DNA methylation in a PPAP patient2019
Author(s)
Yamaguchi K, Shimizu E, Yamaguchi R, Imoto S, Komura M, Hatakeyama S, Noguchi R, Takane K, Ikenoue T, Gohda Y, Yano H, Miyano S, Furukawa Y
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Journal Title
J Hum Genet.
Volume: 64(8)
Pages: 729-740
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The first case of elderly TCF3-HLF-positive B-cell acute lymphoblastic leukemia2019
Author(s)
Takeda R, Yokoyama K, Ogawa M, Kawamata T, Fukuyama T, Kondoh K, Takei T, Nakamura S, Ito M, Yusa N, Shimizu E, Ohno N, Uchimaru K, Yamaguchi R, Imoto S, Miyano S, Tojo A
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Journal Title
Leuk Lymphoma.
Volume: 60(11)
Pages: 2821-2824
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Prognostic impact of circulating tumor DNA status post-allogeneic hematopoietic stem cell transplantation in AML and MDS2019
Author(s)
Nakamura S, Yokoyama K, Shimizu E, Yusa N, Kondoh K, Ogawa M, Takei T, Kobayashi A, Ito M, Isobe M, Konuma T, Kato S, Kasajima R, Wada Y, Nagamura-Inoue T, Yamaguchi R, Takahashi S, Imoto S, Miyano S, Tojo A
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Journal Title
Blood
Volume: 133(25)
Pages: 2682-2695
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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