2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of next-generation trans-omics technologies for multi-timescale metabolic regulation in psychiatric disorders
| Project Area | Constructive understanding of multi-scale dynamism of neuropsychiatric disorders |
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| Project/Area Number |
18H05431
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
柚木 克之 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (70433745)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 代謝 / システム生物学 / トランスオミクス / 神経科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
精神病態の分子基盤解明を可能にする次世代トランスオミクス技術の一環として、リン酸化プロテオームを「リン酸化する側(kinase側)」と「リン酸化される側(substrate側)」に分けて両者をつなぐネットワークを再構築する技術を開発し、インスリンで刺激したラット肝がん由来Fao細胞から取得したリン酸化プロテオームデータに応用した(†Kawata, †Yugi et al. 2019 Genes to Cells)。また、トランスオミクス解析をin vivo解析（マウス肝臓の糖代謝制御）に応用する技術開発も継続して行った(Kokaji et al., bioRxiv)。経口グルコース負荷試験を課した健常マウス(C57BL/6J)および肥満マウス(ob/ob)の肝臓における応答をタンパク質リン酸化およびトランスクリプトーム、メタボロームの3階層にわたって計測済みである。これらのデータに基づいて健常マウスと肥満マウスそれぞれの多階層代謝制御ネットワークを再構築し、両者の差分となる部分の特徴の解析を進めている。このほか、スウェーデン・カロリンスカ研究所と理化学研究所が合同で開催した大学院生向け講座“Bioinformatics analysis of gene regulation in omics data and its applications to medical problems”にて“Reconstruction of insulin signal flow from phosphoproteome and metabolome data”と題して講演し、トランスオミクスの基盤を成す考え方や手法を解説した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験室への立ち入りが一時制限されたため、生物サンプル取得のための実験や条件検討が遅延した。また、リン酸化プロテオーム解析技術を開発するにあたって用いているサンプル前処理系の不調によりペプチド同定数が低下した。原因究明と対処に時間を要している。
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| Strategy for Future Research Activity |
リン酸化プロテオームのサンプル前処理系の問題を解決し、マウス肝臓におけるAMPK依存的シグナル伝達ネットワークのリン酸化プロテオームデータの測定を行う。また、オミクスデータ取得後のデータ解析パイプラインとして、数理モデルを用いて細胞内の各生化学過程が代謝制御に占める重要度を定量する数理解析手法を開発する。
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