ゲノム情報と化学情報の融合に向けたケミカルーゲノム統合ネットワークの構築

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ゲノム研究は、とかく遺伝子、タンパク質を中心に考えられがちであるが、より高次な生命システムの解明には、化学物質とゲノム・プロテオームとの関わりに焦点をしぼった研究の推進が必要不可欠である。そこで本研究の目的は、増加しつづける遺伝子やタンパク質の情報と化学物質とをゲノムスケールで結びつけるための情報学的手法の開発と実行にある。ケミカル-ゲノム統合ネットワークの構築には、1)遺伝子間の相関エッジ、2)化学物質-遺伝子間の相関エッジ、3)化学物質間の相関エッジの3種類のエッジ情報を定義することが必要である。ここで、1)遺伝子間の相関エッジには遺伝子共発現性を、2)化学物質-遺伝子間の相関エッジの定義にはPubMed文献共起性を用い、3)化学物質間の相関エッジの定義には、化学物質の構造類似性、PubMed文献共起性、およびネットワーク構造類似性を用いた。さらにケミカル-ゲノムネットワークから算出した化学物質間の類似性は、マイクロアレイデータに基づく遺伝子発現ネットワーク構造を反映していることから、この指標を化学物質の遺伝子相関活性の尺度とし、約600種の薬物についてクラスター解析を行った。本研究において構築した統合ネットワークを、遺伝子発現やタンパク質間相互作用による実験に基づく既知ネットワークとの比較、重ね合わせを行うことにより、生命現象における化学物質と遺伝子、タンパク質との新たな関係の発見につながるものと考えている。従って本研究は化学・医学・薬学分野への波及におおいに貢献するものと考えられる。