高等動物ゲノム配列と染色体構造の統合をめざす複製タイミングの高精度地図作成

高精度复制时间图谱旨在整合更高的动物基因组序列和染色体结构

基本信息

批准号：
14011249
负责人：
池村淑道
金额：
$ 3.33万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

染色体バンドと塩基配列を直接的に関係づけ、統合的に理解することは、ゲノム研究の重要な課題の一つである。昨年度までに、ヒト21番と11番染色体長腕の全域について、S期内の複製時期の測定を行い、詳細な複製時期地図を作成した(Hum Mol Genet,11,13-21,2002)。11番染色体については、draft配列を用いていたので、新規な配列を加えた再解析を行い、複製時期の転換部位のさらに詳細な特定を行った。複製時期の転換部位には癌関連遺伝子を含む病因遺伝子が集中する傾向を見い出していたが、この傾向はより明らかになった。マウスゲノムのdraft配列が発表になり、両ゲノムでのsyntenyの実体が判明してきた。ヒト21番と11番染色体について、マウスとのsyntenyを解析したところ、syntenyの切断部位が複製時期の転換部位の近傍に位置する例が多く見い出された。染色体転座の高頻度領域が、複製時期の転換部位に存在するとの前年度までの結果との関連が興味深い。広範囲の生物種を対象に複製時期地図を作成するためには、in silico法の可能性を検討することが重要である。ヒト染色体で蓄積したデータを基礎に、S期の前・後半期に複製する領域ならびに複製の転換領域の塩基配列上の特徴について、情報学的な抽出を試みた。前・後半期に複製する領域では、GC%に差異が存在することは明らかであるが、より複雑な構造が関与している可能性が高い。2〜4連続塩基の頻度に着目して、前・後半複製領域の特徴抽出することが有効に思える。連続塩基の頻度に着目した、ゲノム配列からの知識発見については、自己組織化地図法(SOM)を導入した。SOMは当初の予想を遥かに超えた解析能力を示しており、塩基配列が既知の全ゲノムを対象にした解析を行い、各ゲノム配列に潜む特徴をgenome signatureとして抽出が可能になった(Genome Research Vol.13 in press,2003)。複製時期との関係については、ヒト配列を対象にSOM解析を行っているが、chromosome signatureと呼べるような、染色体間での興味深い差異が明らかになっている。

直接将染色体条带和核苷酸序列与综合方式理解是基因组研究的重要问题之一。直到去年，在人类染色体21和11长臂的整个区域中测量了S相期间的复制时间，并创建了详细的复制时间图（Hum Mol Genet，11,13-21,2002）。由于将草稿序列用于11染色体，因此添加了新的序列，因此进行了重新分析，以进一步详细识别复制时机中转换位点的识别。我们发现，在复制时间的转化位置，倾向于将病原基因（包括与癌症相关的基因）浓缩的趋势，并且这种趋势变得更加清晰。已经宣布了小鼠基因组的草稿序列，并且已经揭示了两个基因组中的同步实体。当在人类染色体21和11上与小鼠进行分析时，发现许多情况下，在复制时间内，同步位点位于转换位点附近。有趣的是，与上一年的结果相关联，在复制时间的转化位点存在染色体易位的高频区域。为了为广泛的物种创建复制正时图，重要的是要考虑使用硅方法的可能性。基于在人类染色体上累积的数据，我们试图提取有关S相前后复制区域的核苷酸序列特征以及重复的转化区域的信息。显然，在上一个和更高的阶段复制的区域中，GC％存在差异，但可能涉及更复杂的结构。通过重点关注2至4个连续碱基的频率，提取上一和后来复制区域的特征似乎有效。引入了自组织的映射（SOM），以从基因组序列发现知识发现，重点是连续碱基的频率。 SOM远远超出了最初的预期，并且已针对所有具有已知碱基序列的基因组进行了分析，从而可以提取每个基因组序列中隐藏的特征作为基因组特征（基因组研究卷，第13卷，《出版社》，2003年）。关于与复制时间的关系，已经在人类序列上进行了SOM分析，并且已经揭示了染色体之间的有趣差异，例如染色体特征。