空間符号モアレマッチング法によるマルチスケールゲノム情報解析

利用空间码莫尔匹配方法进行多尺度基因组信息分析

• 批准号: 14015218
• 负责人: 谷田 純
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Osaka University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14015218/
• 关键词: モアレ技術; 光コンピューティング; マッチング演算; バイオインフォマティックス; ゲノム情報; DNA配列; 情報視覚化; 空間符号化法

空間符号化法を用いた配列比較技術に対して,符号化法の改良や専用視覚化端末の開発を通し,全ゲノム配列比較への拡張手法に関する種々の検討を行った.また,これらの手法を各種大腸菌の全ゲノムやヒト染色体などの実配列に適用し,その有効性を評価した.その結果,以下に示す成果を得た.1.単一ディスプレイ上でマッチング処理を実行するためのソフトウェアを開発し,これまでに考案した種々の符号化法を実装した.さらに,符号化画像の更新や選択配列部位の切り出しなどの様々な機能を付加させることにより,専用視覚端末の利便性を向上させた.2.長大な2配列間のマッチング結果を同時に提示するため,対象配列を一定の長さを有する部分配列に分割し,部分配列内の各塩基要素を符号パターンに反映させる出現頻度符号化法を考案した.この符号化法を用いることで,数10万塩基長に及ぶ2配列間のマッチング結果を同時に表示できることを確認した.3.出現頻度符号化法により得られる出力結果から,配列間の部分一致性や欠失・挿入だけでなく,配列内の塩基組成分布に関する様々な情報を抽出できることを新たに見出した.さらに,出現頻度符号の配色を工夫することで,DNA配列解析において重要であるGC含有量を出力結果から直感的に把握できることを実験的に確認した.4.出現頻度符号化法、およびその部分配列長の可変機能を専用端末上に実装し,微視レベルから巨視レベルまでのマルチスケールな配列比較を統合して扱える環境を構築した.この符号化法を用いて,大腸菌K-12株と病原性大腸菌O-157:H7株を比較し,全ゲノム配列から部分一致性を抽出することに成功した.

The spatial symbolization method is used in the comparison of the array technique. The improvement of the symbolization method and the development of the visual end are discussed. This technique is applicable to all kinds of E. coli, including chromosome alignment, and evaluation of their properties. The results are as follows: 1. The first step is to open the file, and the second step is to open the file. 2. The symbol method is used to examine the occurrence frequency of the basic elements in the image arrangement for a certain length. This symbolization method is used to identify the number of 100,000 base lengths and the number of pairs between rows. 3. Frequency of occurrence symbolization method is used to identify the number of pairs between rows. 4. Frequency symbolization method, the variable function of partial alignment length, the end of application, the micro-vision, the macro-vision, the alignment comparison, the integration environment construction. The symbology method was used to compare E. coli K-12 strain with E. coli O-157:H7 strain, and the partial identity of E. coli K-12 strain with E. coli O-157:H7 strain was extracted successfully.

项目成果

K.Nitta, A.Yahata, J.Tanida: "Information extraction from amino-acid sequences using a spatially-coded moire technique"Proceeding of Optics in Computing 2002. 65-67 (2002)

K.Nitta、A.Yahata、J.Tanida：“使用空间编码莫尔技术从氨基酸序列中提取信息”Proceeding of Optics in Computing 2002. 65-67 (2002)

J.Tanida, K.Nitta, A.Yahata: "Spatially coded moire matching technique for genome information visualization"Proceedings of SPIE. 4929. 26-33 (2002)

J.Tanida、K.Nitta、A.Yahata：“用于基因组信息可视化的空间编码莫尔匹配技术”SPIE 论文集。