時系列蛍光データを用いた表現型データベースの構築

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、光合成生物のクロロフィル蛍光をプローブとして用いた。光合成反応をいわば道具として使うことにより、広い範囲の遺伝子変異株の表現型情報をクロロフィル蛍光強度の一次元の数値データとして、統一されたフォーマット上に蓄積することが可能である。この新しく開発された方法に基づいて、シアノバクテリアのゲノム上の全遺伝子の破壊株を対象に、遺伝子破壊株の機能的クラスタリングを行ない、各遺伝子の機能推定につなげることが本研究の最終的な目的である。平成18年度までは、クロロフィル蛍光挙動の時系列データの「似かた」を目視によって判断することによって解析を行なっていた。しかしながら、公開したデータベースに登録されたクロロフィル蛍光挙動だけでも1000を越えるようになった状況では、そのような目視による解析では追いつかない。そこで平成19年度に入り、蛍光挙動がどれだけ似ているかを定量化することに取り組み、時系列データの各ポイントの間の差分(傾き)の偏差二乗和を用いることにより、一定の定量化に成功した。この方法により、光化学系量比の調節に欠損を示す変異株を効率的にスクリーニングすることは可能となったが、一方で、お互いによく似た表現型を示す変異株同士の場合でも、表現型の弱い変異株と強い変異株が別のクラスターに分類されてしまうという弱点を持つことが明らかとなった。そこで、時系列データの各時点の値(n個)を独立のパラメータとして考え、n次元空間における角度の差として類似距離を定義することにより、表現型の強さによらない定量化が可能なのではないかと考えて解析を行なった結果、クロロフィル蛍光挙動の適切な定量化が可能であることを見いだした。