完全ゲノム配列情報に基づく高等真核生物の代謝経路再構築と比較進化解析

基于全基因组序列信息的高等真核生物代谢途径重建及比较进化分析

基本信息

批准号：
18770220
负责人：
田中剛
金额：
$ 2.37万
依托单位：
National Institute of Agrobiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18770220/
关键词：
代謝経路種間比較バイオインフォマティクス進化ゲノム

项目摘要

ゲノム配列情報が明らかになった真核生物種間で代謝経路比較を行い、系統ごとに特徴的な代謝経路進化を明らかにすることを本課題の研究目的とする。本年度は、植物の代謝経路情報の抽出及びデータ解析を中心に解析を行った。イネ・シロイヌナズナの代謝データはKEGGやAraCyc(TAIR),RiceCyc(Gramene)などのデータベース(DB)より公開されているが、必須代謝経路に関連する酵素情報が欠落していることが分かった。そこで、遺伝子機能の記載より遺伝子と酵素反応を対応付ける作業を行い(データマイニング)、新規に代謝経路情報を作成した。まず、データマイニングに必要なプログラムを自作し、KEGGより取得した酵素反応情報に基づき作成した酵素反応名とEC番号の対応リストをリファレンスとして、RAP及びTAIRより二公開されている遺伝子機能情報より網羅的に遺伝子とEC番号の対応付けを行った。その結果、イネではKEGG・RiceCycに登録されていない344のEC番号を新たに遺伝子と対応付けることができた。同様に、シロイヌナズナにおいてもKEGG・AraCycにない448件のEC番号を遺伝子と対応付けた。これらの結果を用いて植物2種におけるEC番号の右無を比較したところ、いずれの植物でめみ見つかったEC番号はイネで85、シロイヌチズナで258ど後者が3倍近く多いことがわかった。これらの結果を公開することで研究者が効率よく代謝経路と遺伝子の対応関係を推測することが可能になることが期待される。また、本プログラムを利用して、ヒト・マウスのデータに関してもデータ作成・解析を実行した。一方、これらのデータの中で、イネに関しては現在GrameneのDB担当者とデータ公開に関して協議をしている。互いのデータを精査した後、最終的には同一データを公開するため、先方と同様のDB構築を行っている。

该主题的目的是比较已经揭示了基因组序列信息的真核物种之间的代谢途径，并阐明了每个谱系的代谢途径特征的演变。今年，分析主要是关于提取植物的代谢路径信息和数据分析的分析。大米和拟南芥的代谢数据发表在数据库（DB）中，例如KeGG，Aracyc（Tair）和Ricecyc（Gramene），但已经发现缺少与必需代谢途径有关的酶信息。因此，根据基因功能的描述，我们进行了工作，将基因与酶反应（数据挖掘）和新创建的代谢途径信息相关联。首先，我们以自己的方式创建了数据挖掘所需的程序，并使用了基于从KEGG获得的酶反应信息创建的酶反应名称和EC数字的对应列表作为参考，并使用了Rap和Tair发布的基因功能信息，以将其与EC数量综合关联。结果，在大米中，未在KeGG/RiceCyc中注册的344个EC数与基因新相关。同样，在拟南芥中，在KEGG和ARACEC中找不到的448个EC数与基因有关。使用这些结果，我们比较了两种植物中的右无ec数，并发现后者在任何一种植物中发现的EC数量近三倍，米饭为85，拟南芥中的EC数量是258。希望通过发布这些结果，研究人员将能够有效地推断代谢途径和基因之间的对应关系。此外，使用此程序对人类和鼠标数据进行了数据创建和分析。同时，使用此数据，我们目前正在与Gramene的DB代表讨论有关数据的释放。在仔细检查彼此的数据之后，与另一方构造了相同的数据库，以最终发布相同的数据。