2014 Fiscal Year Research-status Report
データウェアハウスとタンパク質予測情報を組み合わせた創薬標的探索システムの開発
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25430186
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| Research Institution | 独立行政法人医薬基盤研究所 |
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Principal Investigator |
水口 賢司 独立行政法人医薬基盤研究所, 創薬基盤研究部, プロジェクトリーダー (50450896)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | データベース / 創薬ターゲット / タンパク質相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者がこれまでに開発した創薬プロセス初期における探索研究を支援する統合データウェアハウスTargetMineと、個々のタンパク質の機能や相互作用を予測する方法を統合し、可能な限りインシリコで創薬ターゲット及びバイオマーカーの探索を行なう次世代創薬支援システムプロトタイプの構築を目的としている。
本年度は、TargetMineを拡充し、より一般的な創薬支援のためのデータ解析プラットフォーム構築を目指した研究を行った。具体的には、疾患、医薬品（開発化合物）、メカニズムの３領域で、これまで含まれていなかった化合物アッセイ情報や組織特異的遺伝子発現情報を取り込むとともに、遺伝子群に対して生物学的意味付けを行なう際、多数のパスウェイや機能注釈が乱立する問題を解決するため、パスウェイのクラスタリングや、結果の解釈を支援する可視化と自動化を導入した（Chen et al., PLoS ONE 2014）。
一方で、２つのアミノ酸配列が与えられたときに、それらが相互作用するかどうかを予測する方法PSOPIAを完成し（Murakami & Mizuguchi, BMC Bioinformatics 2014）、TargetMineとの統合の基盤を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
２６年度に予定した計画のうち、既知機能情報とdruggabilityやネットワーク中心性などを組み合わせた候補遺伝子優先順位付けの手順化を完了した。予定には入れていなかった、パスウェイのクラスタリング（Chen et al., PLoS ONE 2014）や、その具体的な応用としてのアミロイド前駆体タンパク質の制御機構解明（Camargo et al., PLoS ONE 2015）についても達成した。また、前年度から引き続き実施していた、アミノ酸配列のみからタンパク質間相互作用を予測する方法PSOPIAの開発を完了し（Murakami & Mizuguchi, BMC Bioinformatics 2014）、与えられた１つのタンパク質と相互作用する可能性の高いタンパク質をデータベース中からすべて抽出する計算が可能になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
２つ以上の実験結果が存在するなどの理由から、高信頼度と考えられるタンパク質間相互作用データセットを訓練データセットとして、PSOPIA法のパラメータを再設定する。訓練データセット以外のヒトタンパク質のペア全てについて、それらが相互作用するかどうかの網羅的な予測を行い、実験・計算ともにサポートがあるタンパク質ペア、実験データは存在するが計算スコアが低いペア、実験データは存在しないが計算スコアが高く新規の相互作用の可能性があるペア、等に分類する。この結果をTargetMineに格納する。同時に、タンパク質間相互作用以外の予測情報についても、TargetMineと統合する。
さらに、これまでに開発した要素技術を組み合わせて、創薬ターゲットやバイオマーカー探索のワークフローの形に統合したシステムを構築する。このシステムを呼吸器疾患モデル動物、自然免疫活性化シグナル伝達経路など、申請者が現在関わっている具体的な実験データ解析に応用する。
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| Causes of Carryover |
当該年度の計画達成に向けて購入した計算サーバ１台が、当初予定より安価に調達できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
保有サーバーの台数が増えた分、コンピュタークラスタ管理の費用が増大するため、当初予定の人件費、旅費に加えて、コンピュータ管理費用負担として使用することを計画している。
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[Journal Article] Crystal structure of FtsA from Staphylococcus aureus.2014
Author(s)
Mizuguchi K., Fujita J., Maeda Y., Nagao C., Tsuchiya Y., Miyazaki Y., Hirose M., Mizohata E., Matsumoto Y., Inoue T., Matsumura H.
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Journal Title
FEBS letters
Volume: 588
Pages: 1879-85
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] High-resolution modeling of antibody structures by a combination of bioinformatics, expert knowledge, and molecular simulations2014
Author(s)
Mizuguchi K., Yamashita K., Tsuchiya Y., Sarmiento J., Liang S., Morokata T., Higo J., Standley D. M., Nakamura H.
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Journal Title
Proteins
Volume: 82
Pages: 1624-35
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Altered Actions of Memantine and NMDA-Induced Currents in a New Grid2-Deleted Mouse Line.2014
Author(s)
Mizuguchi K., Kumagai A., Fujita A., Yokoyama T., Nonobe Y., Hasaba Y., Sasaki T., Itoh Y., Koura M., Suzuki O., Adachi S., Ryo H., Kohara A., Tripathi L.P.,Sanosaka M., Fukushima T., Takahashi H., Nomura T., Matsuda J., Tabata T., Takemori H.
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Journal Title
Genes(Brasel)
Volume: 5
Pages: 1095-114
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Adjuvant Database Project: comprehensive transcriptome analysis in animal models2014
Author(s)
Aoshi T., Nakatsu N., Igarashi Y., Wijaya E., Ito J., Kishishita N., Standley D., Yamada H., Mizuguchi K., Ishii K.,
Organizer
Keystone Symposium on The Modes of Action of Vaccine Adjuvants
Place of Presentation
Seattle, Washington, USA,
Year and Date
2014-10-08
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[Presentation] Kotai Antibody Builder: Automated, high-resolution structural modeling of antibodies2014
Author(s)
Yamashita K., Ikeda K., Sarmiento J., Liang S., Tsuchiya Y., Mizuguchi K., Higo J., Nakamura H., Shirai H., Standley D. M.
Organizer
第14回日本蛋白質科学会年会
Place of Presentation
横浜
Year and Date
2014-06-26
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[Presentation] Identification Of Anti-Myxovirus Resistance Protein-1 Autoantibody As A Specific Marker For Idiopathic Nonspecific Interstitial Pneumonia2014
Author(s)
Mizuguchi K., Kida H., Nishikawa H., Tripathis L., Ihara S., Arai T., Hirose M., Tada Y., Suenaga T., Mori M., Yano Y., Arase H., Sakaguchi S., Inoue Y., Kumanogoh A.
Organizer
EULAR 2014
Place of Presentation
Paris
Year and Date
2014-06-12
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