遺伝子配置情報に基づくゲノム構造比較法の開発と適用

基于基因位置信息的基因组结构比对方法的开发与应用

• 批准号: 13208028
• 负责人: 堀本 勝久
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: 佐賀医科大学
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13208028/
• 关键词: ゲノム比較; ゲノム進化; 遺伝子配置; 環状ゲノム; 線形クロモゾーム; 統計解析; ゲノム重複; 遺伝子発現プロファイル

ゲノム上の遺伝子配置情報に基づいて,ゲノムの全体構造を比較するための数理的方法の開発と全構造の決定されたゲノムへの適用を行った.具体的には,ゲノムの形状を考慮して,環状と線形ゲノムそれぞれについて遺伝子配置比較法を開発し,各種データベースから収集した細菌及び酵母の遺伝子位置情報について解析を行った.解析結果は以下のとおりである.1)環状ゲノム間の配置類似性に関して統計検定が行えるように比較法を改良した.その方法を19細菌ゲノムのorthologous遺伝子配置に適用した結果,相対的位置を維持する遺伝子群の存在や最も類似配置を示す方向は複製点が一致する方向であることなどが判明した.これらの新しい知見を検証すると共に,生物分類の観点から構造変化の詳細を調べるため,さらに46種の細菌ゲノムのorthologous遺伝子配置比較を完了した.2)13種の細菌ゲノムのparalogous遺伝子の配置比較を完了し,その結果,細菌におけるゲノム重複の可能性が極めて高いことが判明した.3)同一生物種の複数クロモゾーム間の遺伝子配置を比較する方法を開発し,酵母ゲノムの16クロモゾーム上の重複遺伝子について,配置比較を完了した.その結果,ゲノム重複を起こしたことが推定されている酵母ゲノムにおいて,その祖先型のクロモゾーム構成について新しい知見を得た.4)将来において遺伝子の配置と制御との関連を調べる準備として,遺伝子発現プロファイルから遺伝子の制御関係を推定する方法を開発した.従来,配列類似性や遺伝子順序からゲノムを比較する研究は多いが,遺伝子の相対的な配置に基づいてゲノム間の相異を定量化する研究は,国内外とも見当たらない.遺伝子配置比較という観点からのゲノム比較によって、新しい知見が得られると共に,この観点からのゲノム構造変化のメカニズム解明の可能性を示すことができた.

In order to compare the structure of the whole structure, the mathematical method for developing and determining the structure of the whole structure is used. The specific shape of the bacteria and yeast is considered, and the circular and linear shape is considered. The comparative method of gene allocation is developed, and various types of bacteria and yeast are collected and analyzed. The analytical results are as follows: 1) the similarity of allocation between ring groups is related to statistical determination, 2) the comparison method is improved. The method 19 bacteria need to identify the orthologic-gene configuration applicable to the results, maintain the relative position, the existence of the gene subgroup, and the most similar configuration, indicate the direction of replication, and identify the direction of replication. The comparison of 46 species of bacteria with their homologous genes has been completed. 2) The comparison of 13 species of bacteria with their homologous genes has been completed. The possibility of duplication in bacteria is extremely high. 3) A method for comparing the gene allocation between multiple species of the same organism is developed. Yeast has 16 species of duplication. 4) A method for estimating the control relationship between the distribution and the control of the future yeast is developed. In recent years, there have been many studies on the comparison of the sequence of similar genes, and the quantitative study on the differences between the basic genes and the corresponding genes. A comparison of sub-configurations and a comparison of sub-configurations and new sub-configurations is presented.

项目成果

Horimoto K, Toh H: "Statistical estimation of cluster boundaries in gene expression profile data"Bioinfomatics. 17. 1143-1151 (2001)

Horimoto K、Toh H：“基因表达谱数据中簇边界的统计估计”生物信息学。

Toh H, Horimoto K: "System for automatically inferring a genetic network from expression profiles"J. Biol. Phys.. (In press). (2002)

Toh H、Horimoto K：“根据表达谱自动推断遗传网络的系统”J。

藤博幸, 堀本勝久: "発現情報からの遺伝子ネットワーク推測"実験医学. 19. 82-86 (2001)

Hiroyuki Fuji，Katsuhisa Horimoto：“从表达信息进行基因网络推断”《实验医学》19. 82-86 (2001)。

Horimoto K, Fukuchi F, Mori k: "Comprehensive comparison between locations of orthologous genes in archaeal and bacterial genomes"Bioinformatics. 17. 791-802 (2001)

Horimoto K、Fukuchi F、Mori k：“古细菌和细菌基因组中直系同源基因位置的综合比较”生物信息学。

Akutsu T, Horimoto K: "Local multiple alignment of numerical sequences : Detection of subtle motifs from protein sequences and structures"Genome Informatics. 12. 83-92 (2001)

Akutsu T、Horimoto K：“数字序列的局部多重比对：从蛋白质序列和结构中检测微妙的基序”基因组信息学。