プロテオーム解析による蛋白質修飾ネットワークの解析

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本研究においては、細胞内情報伝達系の中核を担う蛋白質リン酸化酵素によるリン酸化ネットワークを明らかにすることで、情報伝達系の網羅的解析を目指すと共に、機能未知遺伝子の機能を解析することを目的としている。本年度は、質量分析を初めとする様々な装置から得られる大量のデータを収集し、リレーショナル・データベースを構築することで、効率よく情報を抽出するデータ管理システムを構築し、様々な生物種のプロテオーム解析を行うことでこのファシリティの評価を行った。さらに、質量分析で得られた情報をゲノム配列上に直接マップする技術を確立した。様々なタンパク質のリン酸化部位を解析すると同時に、モデルシステムとして、高度好熱菌P.horikoshiiや枯草菌などの微生物のプロテオーム解析を行った。その結果、いくつものモデル生物において1,000種類を越えるタンパク質の発現が確認された。一方質量分析により得られる情報を、ゲノム配列に直接マップすることで、従来遺伝子として認識されていなかった新規遺伝子を多く見出した。これらのほとんどは、非常に短いORFであり、従来の遺伝子予測アルゴリズムでは、予測することが非常に困難なものである。また、ゲノム配列のエラーによるフレームシフトや、開始コドンがATG以外のコドンが使われているケースも数多く見出され、プロテオーム解析のデータを、直接ゲノム配列にマップすることで、ゲノム配列そのものの信頼性、遺伝子予測を含むアノテーションの精度を高めることができることが明らかとなった。