Development of information system for functional annotation of genomic sequence alterations by using protein 3D structures

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K06194
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43060:System genome science-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Shirota Matsuyuki 東北大学, 医学系研究科, 講師 (00549462)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: タンパク質立体構造 / ゲノムバリアント / データベース / 機能欠失変異

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed an annotation system of nonsynonymous variants in the human genome to select those variants that can affect protein structure and function by evaluating various atomic interactions including hydrophobic interactions, protein-protein interactions, disulfide bonds, hydrogen bonds, and interactions with DNA, RNA, ions and other small ligands in the three-dimensional protein structures in Protein Data Bank. We applied this annotation system to known single nucleotide variants to facilitate interpretation of their functional roles and provided a web system that can annotate the variants of user's interest.

Free Research Field

バイオインフォマティクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒトが持つゲノム配列の違いは、個人の体質や病気へのかかりやすさの違いに関係していることが知られているが、どのような配列がどのような特徴に関係しているかはよくわかっていない。この研究ではゲノム配列がコードするタンパク質の立体構造に注目し、原子レベルの相互作用をよく解析することで、タンパク質の機能を大きく変えるようなゲノム配列変化を調べることを可能にした。この研究によってゲノム配列の違いによって病気になりやすくなる分子レベルのメカニズムの解明につながることが期待できる。