疾患メタゲノム解析による腸内微生物叢の臓器機能評価のための情報基盤技術の開発

令和４年度においては、令和３年度に実施した研究を継続すると共に次の項目について研究を推進した。・腸内細菌叢、ウイルス叢のメタゲノムショットガンシークエンスデータを解析し、その臓器機能を評価するためのデータ処理を行う解析パイプラインについて、デノボアセンブリ、遺伝子予測、アノテーション付与・予測など各種処理ツールについて最新のツールの検証を容易に行うことができるよう解析パイプラインを構成する各ツールのコンポーネント化を実施し、かつ、解析パイプラインの自動実行のためのワークフローを強化した。この改良によって、最新の解析ツールの検証をこれまでに実績のあるツール群と共に実解析と同時に実行でき、研究効率が大きく高まった。・上述した改良版の解析パイプラインを用いて我々で取得したクローン病、パーキンソン病の疾患メタゲノムデータを解析した。クローン病については、US、EU、CH等海外の公開データも合わせて同一パイプラインで解析し比較検討した。・詳細なパスウェイ解析を合わせて行い、健常人コントロールのデータと比較することで、疾患群において活性化しているパスウェイや欠損しているパスウェイの同定を行った。・パーキンソン病については、一部の患者についての代謝物の網羅的なデータ（いわゆるメタボロームデータ）を質量分析器を用いて取得し、メタゲノム解析から見いだされたパスウェイの異常によって引き起こされている代謝物の量的変化を検討することができた。・疾患群において活性化しているパスウェイに関連する酵素を有する細菌種をメタゲノムデータから得られたシークエンスデータからのコンティグによって同定し、そのゲノム配列中に挿入されているバクテリオファージ由来の配列（プロファージ）を同定し、その配列中からエンドライシンなど殺菌効果を有する酵素群を探索するパイプラインの構築・整備を進めた。

令和４年度においては、令和３年度に実施した研究を継続すると共に次の項目について研究を推進した。・腸内細菌叢、ウイルス叢のメタゲノムショットガンシークエンスデータを解析し、その臓器機能を評価するためのデータ処理を行う解析パイプラインについて、デノボアセンブリ、遺伝子予測、アノテーション付与・予測など各種処理ツールについて最新のツールの検証を容易に行うことができるよう解析パイプラインを構成する各ツールのコンポーネント化を実施し、かつ、解析パイプラインの自動実行のためのワークフローを強化した。この改良によって、最新の解析ツールの検証をこれまでに実績のあるツール群と共に実解析と同時に実行でき、研究効率が大きく高まった。・上述した改良版の解析パイプラインを用いて我々で取得したクローン病、パーキンソン病の疾患メタゲノムデータを解析した。クローン病については、US、EU、CH等海外の公開データも合わせて同一パイプラインで解析し比較検討した。・詳細なパスウェイ解析を合わせて行い、健常人コントロールのデータと比較することで、疾患群において活性化しているパスウェイや欠損しているパスウェイの同定を行った。・パーキンソン病については、一部の患者についての代謝物の網羅的なデータ（いわゆるメタボロームデータ）を質量分析器を用いて取得し、メタゲノム解析から見いだされたパスウェイの異常によって引き起こされている代謝物の量的変化を検討することができた。・疾患群において活性化しているパスウェイに関連する酵素を有する細菌種をメタゲノムデータから得られたシークエンスデータからのコンティグによって同定し、そのゲノム配列中に挿入されているバクテリオファージ由来の配列（プロファージ）を同定し、その配列中からエンドライシンなど殺菌効果を有する酵素群を探索するパイプラインの構築・整備を進めた。