時系列蛍光データを用いた表現型データベースの構築

使用时间序列荧光数据构建表型数据库

• 批准号: 18016004
• 负责人: 園池 公毅
• 金额: $ 4.93万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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: 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/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18016004/
• 关键词: 光合成; クロロフィル蛍光; ゲノム; 遺伝子機能解析; シアノバクテリア; 光化学系量比調整; sll1961; pmgA; 光化学系量比調節

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。

在这项研究中，将氯磷荧光（一种光合生物学）用作探针。通过使用光合反应作为工具，可以积累广泛的基因突变库存的表达信息作为氯磷荧光强度的一个维数值数据。基于这一新开发的方法，这是本研究的最终研究，旨在为所有基因破坏性库存提供遗传破坏库存的功能，并导致每个基因的功能。直到2006财年，通过视觉确定氯磷荧光行为的“相似”来进行分析。但是，在已发表数据库中注册的氯酚荧光超过1000的情况下，无法捕获这种视觉分析。因此，在2007年，我们努力量化荧光行为的相似性，并使用时间 - 系列数据的每个点的偏差（倾斜度）来形成一定的定量。这种方法可以有效地筛选突变体的库存，以表明光电系统系统缺失，但即使在突变共享的情况下，彼此彼此非常相似。分类为另一个集群。因此，通过将每个时间序列数据的值（n）视为独立参数，并将相似的距离定义为n维空间中的角度差，可以量化它不取决于强度在分析的结果中，我们发现氯磷荧光行为可以正确量化。

项目成果

遺伝子破壊がシアノバクテリアのクロロフィル蛍光挙動におよぼす影響の定量的解析

基因破坏对蓝藻叶绿素荧光行为影响的定量分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 尾崎 洋史;園池 公毅
• 通讯作者: 園池 公毅