修飾塩基を持つRNAの情報解析基盤技術の開発

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生体内に存在する膨大な種類のRNAは、転写後に様々な修飾を受けることで機能・活性が変化している。修飾塩基の含むRNAの２次構造エネルギーパラメータの同定とそのソフトウェアへの組み込み、１分子シークエンサー による修飾塩基検出技術の開発、およびmRNAの修飾塩基による翻訳効率変化の予測を行うことにより、全転写産物規模でのRNA修飾（エピトランスクリプトーム）に対応したRNAの情報解析基盤を構築することを目指して研究を行なった。既に開発した様々なRNA２次構造情報解析ソフトウェアを基盤として、修飾塩基を含むRNAの２次構造情報解析を実現するため、塩基対測定実験の結果から、２次構造エネルギーパラメータを推定する手法のプロトタイプを開発した。また、機械学習を取り入れたエネルギーパラメータ推定の理論的検討を行なった。さらに、RNA配列中の修飾の種類・位置を同定するため、１分子シークエンサによる修飾塩基検出技術の開発： 修飾塩基に対応した１分子シークエンサーのベースコールを行うための確率モデルを構築した。RNA 2次構造は細胞の中で揺らぎ、確率的な振る舞いをする。機能的に重要なRNA2次構造を抽出する有力な方法の１つは、多数の相同RNA配列の構造アラインメントから共通構造を探索することである。そこで、２次構造の熱力学的な確率分布と、アラインメントの確率分布を同時分布として扱うソフトウェアを開発した。さらに、2次構造と機能の関係を正確に分析するために、この確率的な揺らぎを考慮して機能を重要な関係をもつ２次構造特徴を抽出する手法を開発した。