【研究分野】外科学一般

【研究領域課題番号】16K10455 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

乳腺外科学 / 乳癌 / データベース / バイオバンク / 予測モデル / 遺伝子変異 / 予後予測 / 治療効果予測 / バイオインフォマティクス

【研究成果の概要】

Webを介し多施設から診療データを収集・管理するデータベースを開発した。10540例の乳癌診療データとそれに紐付けされた4021例分の生体試料を収集した。このリソースを用いて、乳癌発症と関連する病的胚細胞変異の探索と乳癌リスクモデルの構築、および、HER2陽性乳癌の術後再発および脳転移の発現を予測するモデルの構築を行った。
また、患者由来ゼノグラフトを作成し、HER3陽性乳癌に対する抗HER3抗体の抗腫瘍効果を検討した。

【研究の社会的意義】

本研究で構築した診療情報と生体試料を統合して管理するシステムにより、基礎研究から得られるデータと診療データとの統合解析が迅速・容易となる。本研究により本邦における乳癌と関連する病的胚細胞変異の頻度が明らかとなり、臨床情報と統合することで病的変異保有リスクや乳癌発症リスクの予測が可能となるかもしれない。また、HER2陽性乳癌の個々の症例における再発・脳転移発症リスクの予測が可能となることで、治療最適化が進められる。
発症頻度の比較的低い病態に対しては、患者由来ゼノグラフトを用いて治療反応性を検討することで、治療最適化に繋がると考える。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】ゲノム生物学

【研究領域課題番号】25710016 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオインフォマティクス / メタゲノミクス / ヒト腸内細菌 / データベース / 腸内細菌 / メタゲノム / 代謝ネットワーク

【研究成果の概要】

腸内代謝経路データベースの基盤構築、及び代謝経路中における遺伝子未知の反応に対する遺伝子予測ツールを構築することができた。特に腸内代謝経路データベースは詳細な文献調査にもとづいて構築されており、これまで登録されている既知の反応情報と比較して、その２倍以上の反応経路を本研究によりデータ化している。また、各反応を担う遺伝子情報についても文献情報から抽出しており、非常に精度の高いデータベースとなっている。このデータを利用して、これまでに報告されている健常人のヒト腸内細菌メタゲノム配列情報をマッピングしたところ、新規登録反応に多くの多様性を確認することができた。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)

【研究分野】生体生命情報学

【研究領域課題番号】23300109 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

タンパク質 / 糖鎖 / 相互作用予測 / データベース / バイオインフォマティクス / 糖 / 相互作用 / 予測機能

【研究成果の概要】

本研究では、タンパク質-糖鎖の相互作用に関して、糖鎖結合タンパク質予測（与えられたタンパク質が糖鎖と結合するかどうかを予測）、タンパク質-糖鎖結合部位予測（与えられたタンパク質が糖鎖と結合する残基、構造が得られている場合は空間上の位置を予測）、結合糖鎖予測（与えられたタンパク質に結合する糖鎖を予測）、タンパク質-糖鎖ドッキング予測、タンパク質-糖鎖相互作用解析、糖修飾部位予測（タンパク質が糖鎖修飾を受ける部位を予測）の各手法を実現し、統合的に利用できるようにするとともに、タンパ質-糖鎖の相互作用
に関して、配列、構造、機能に関するさまざまな情報を登録した総合的なデータベースを構築した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)

【研究分野】食品科学

【研究領域課題番号】21380076 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ニュートリゲノミクス / 遺伝子発現 / 栄養 / 生活習慣 / 運動 / 日内リズム / トランスクリプトミクス / プロテオミクス / メタボロミクス / データベース / ポリフェノール / タンパク質栄養 / 統合オミクス / 胎児期栄養 / バイオインフォマティクス / DNAマイクロアレイ / カロリー制限 / タウリン / プロヒビチン / 生体リズム / 生活習慣病

【研究成果の概要】

食品を摂取した動物がどのような応答を示すかを、多数の分子を網羅的に解析するオミクス解析という手法で解析した。遺伝子発現量、タンパク質量、代謝物量など、様々な網羅的解析を組み合わせた。この方向の研究を推進するためのデータベースや解析ツールを改良し、その有効性を実証した。食品のみならず、運動や日内リズムなど関係する生活習慣の影響も合わせて解析することに成功した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)

【研究分野】生物物理学

【研究領域課題番号】18370061 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

タンパク質立体構造 / 選択的スプライシング / ホモロジーモデリング / データベース / RNA編集 / 機能部位 / モジュール / 蛋白質間相互作用 / 理論生物学 / バイオインフォマティクス / RNA / リガンド結合部位

【研究成果の概要】

ゲノムにコードされている遺伝子の数は予想よりも少なく、遺伝子の転写後に起きる選択的スプライシングによって、ひとつの遺伝子から複数個の転写産物ができることが明らかになっている。ひとつの遺伝子由来の複数のタンパク質にどのような構造の違いがあり、どのように機能が変化しているのかを実験的に調べることは困難である。そこでタンパク質の構造と機能の変化を計算生物学の手法で推定できるようにした。選択的スプライシングを起こす遺伝子を実験データから明らかにする方法を構築し、それらのタンパク質の構造を推定する方法を開発し、タンパク質の構造を推定することができた。立体構造の違いから、機能がどのように変化するのか、いくつかのタンパク質の場合について推定することができた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2009

【配分額】18,210千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 2,910千円)

【研究分野】基礎ゲノム科学

【研究領域課題番号】17310114 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ホヤ / プロモーター / マルコフ連鎖 / モデル化 / ハイブリダイゼーション / 筋肉特異的発現 / カタユウレイボヤ / バイオインフォマティクス / モチーフ / 組織特異的発現 / 組織特異的プロモーター / モチーフ抽出 / データベース / シスエレメント / ゲノム配列解析

【研究成果の概要】

さまざまな生物種の全ゲノム塩基配列が決定されている今日でも、そこにコードされた遺伝情報の理解は、通常コード領域とよばれているタンパク質の情報を除いて、十分に進んでいるとは言えない。特に多細胞生物の組織特異的遺伝子発現を調節している領域の理解は不十分で、ゲノムの塩基配列が容易に解析可能になった今こそ、いろいろな角度からの研究が必要である。そこで本研究は、情報解析と転写制御の実験研究の専門家が互いに協力して、脊椎動物のモデル系としても有用なカタユウレイボヤを主な対象として取り上げ、その転写制御領域の構造理解に取り組んだ。まずこれまで様々な実験手法によって、組織特異的発現をすることが知られている遺伝子の上流配列を収集し、比較ゲノム学などの手法を応用したデータベースDBTGRを構築、公開した(http://dbtgr.hgc.jp/)。次に収集した情報をもとに、組織特異的発現を制御するプロモーターに対してその配列中のシスエレメントの組み合わせなどに基づくモデル化(マルコフ連鎖を用いて、モチーフ出現の順序や相対位置、向きなどをモデル化した)を行い、得られた情報学的モデルを用いてゲノムを探索することで同様の構造をもつ新規遺伝子を予測し、その結果を実験で検証した。その結果、筋肉特異的遺伝子のプロモーターについては、トップ50遺伝子のうちで学習データに含まれず、cDNAが容易に入手可能な4種類の遣伝子に対して、in situハイブリダイゼーション実験を行ったところ、3個について筋肉での発現が見られた。しかし、視細胞特異的なプロモーターに対して同様なモデル化を行い、4種類の遺伝子で実験したところ、まったく発現が認められなかった。このことから、我々のモデルにはさらなる改良が必要なことは明らかであり、また組織特異的発現プロモーターといっても、その構成の複雑さは様々であることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】15,500千円 (直接経費: 15,500千円)