多次元系統プロファイリングによる植物遺伝子機能の大規模推定

通过多维系统发育分析大规模估计植物基因功能

基本信息

批准号：
20017006
负责人：
佐藤直樹
金额：
$ 5.38万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

比較ゲノムの1方法論として,広い範囲の生物ゲノム間で共有されている相同タンパク質をクラスタリングすることにより,解析対象とする全生物の全タンパク質を一義的に分類し,それを用いて系統プロファイリングによって機能アノテーションを行ってきた。相同性を認識する基本的ソフトウェアとしては定番のBLASTPを使い,全タンパク質対全タンパク質についての検索結果を独自ソフトウェアGclustによって処理することとウェブサーバーにより系統プロファイルを検索することにより,概ねこの目的を達成することができた。平成21年度の研究成果としては,以下の点が挙げられる。1. 光合成生物に共通に存在するタンパク質について,詳細な分類を行い,シアノバクテリアから植物まで保存されているタンパク質の他,植物だけ,または真核光合成生物だけに保存されているタンパク質群を同定した。2. Gclustによって得られる相同タンパク質グループが系統解析の出発点として有効であることを利用して,パラログが多くて系統関係が複雑なPsbPタンパク質の系統解析を行った。さらに,立体構造モデリングを併用することで,複雑な系統関係を整理することができることを示した。3. シアノバクテリアと葉緑体を中心とした相同タンパク質データベースCyanoClustのゲノム数を増やし,バージョン3を公開した。また,新たにゲノム配列が決められたArthrospiraの全タンパク質のアノテーションにCyanoClustを利用することで,相同タンパク質データベースの有効性を実証した。4. ゲノム構造の進化を推定する新たな統計的手法として位置プロファイル法を開発し,シアノバクテリアや根粒菌のゲノムコアの組換えによる進化を可視化することに成功した。5. 多次元系統プロファイリングの基本手法として,異なる生物間での発現データを統合化するためのソフトウェア開発を行った。

作为比较基因组学的一种方法，通过对广泛的生物基因组中共享的同源蛋白质进行聚类，我们可以对所有待分析生物体的所有蛋白质进行独特的分类，并使用它通过我所做的系统发育分析来对它们的功能进行分类。注解。我们通常通过使用标准 BLASTP 作为识别同源性的基本软件，使用我们的专有软件 Gclust 处理所有蛋白质与所有蛋白质的搜索结果，并使用我能够的网络服务器搜索系统发育图谱来实现这一目标。 2009年的研究成果包括以下几点。 1. 我们对光合生物中常见的蛋白质进行了详细的分类，并鉴定了从蓝细菌到植物中保守的蛋白质，以及仅在植物或真核光合生物中保守的蛋白质组。 2. 利用Gclust获得的同源蛋白组作为系统发育分析的有效起点，我们对PsbP蛋白进行了系统发育分析，PsbP蛋白具有许多旁系同源物和复杂的系统发育关系。此外，我们表明可以通过使用 3D 结构建模来理清复杂的系统发育关系。 3.我们增加了以蓝藻和叶绿体为中心的同源蛋白数据库CyanoClust的基因组数量，并发布了第3版。我们还通过使用CyanoClust注释了节旋藻的所有蛋白质，证明了同源蛋白质数据库的有效性，其基因组序列已被新确定。 4.我们开发了位置图谱方法作为一种新的统计方法来估计基因组结构的进化，并成功地通过重组可视化蓝藻和根瘤菌的进化。 5. 作为多维系统发育分析的基本方法，我们开发了整合不同生物体之间表达数据的软件。

项目成果

期刊论文数量（25）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

シアノバクテリアの数理生物学に向けて(その2)

走向蓝藻的数学生物学（第 2 部分）

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Horimoto;K.;堀本勝久;堀本勝久;Morioka. R.;Zhang. Z. Y.;Wu. Z. K.;Horimoto. K.;N.V.Sasaki;N.V.Sasaki;T.Fujisawa;K.Sekine;N.Sato;N. Sato;N. Mizusawa;M. Ishikawa;佐藤直樹;佐藤直樹;佐々木直文;佐々木直文;関根康介;佐藤直樹
通讯作者：
佐藤直樹

光合成生物の比較ゲノムサーバ-Gclust と CyanoClust

光合生物的比较基因组服务器 - Gclust 和 CyanoClust

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Horimoto;K.;堀本勝久;堀本勝久;Morioka. R.;Zhang. Z. Y.;Wu. Z. K.;Horimoto. K.;N.V.Sasaki;N.V.Sasaki;T.Fujisawa;K.Sekine;N.Sato;N. Sato;N. Mizusawa;M. Ishikawa;佐藤直樹;佐藤直樹;佐々木直文;佐々木直文;関根康介;佐藤直樹;佐藤直樹
通讯作者：
佐藤直樹

A novel variant of ferredoxin-dependent sulfite reductase having preferred substrate specificity for nitrite in the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae

铁氧还蛋白依赖性亚硫酸盐还原酶的新变体，对单细胞红藻 Cyanidioschyzon merolae 中的亚硝酸盐具有优先底物特异性

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Biochem.J. 423
影响因子：
0
作者：
Horimoto;K.;堀本勝久;堀本勝久;Morioka. R.;Zhang. Z. Y.;Wu. Z. K.;Horimoto. K.;N.V.Sasaki;N.V.Sasaki;T.Fujisawa;K.Sekine
通讯作者：
K.Sekine

遺伝子間距離構造から見える海洋性シアノバクテリアのゲノム構造進化

从基因间距离结构看海洋蓝藻基因组结构的演化

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Horimoto;K.;堀本勝久;堀本勝久;Morioka. R.;Zhang. Z. Y.;Wu. Z. K.;Horimoto. K.;N.V.Sasaki;N.V.Sasaki;T.Fujisawa;K.Sekine;N.Sato;N. Sato;N. Mizusawa;M. Ishikawa;佐藤直樹;佐藤直樹;佐々木直文;佐々木直文;関根康介;佐藤直樹;佐藤直樹;佐藤直樹;佐々木直文
通讯作者：
佐々木直文

近縁ゲノム間の遺伝子間距離構造から見えるゲノムの構造的進化

从密切相关的基因组之间的基因间距离结构看出基因组的结构进化

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Horimoto;K.;堀本勝久;堀本勝久;Morioka. R.;Zhang. Z. Y.;Wu. Z. K.;Horimoto. K.;N.V.Sasaki;N.V.Sasaki;T.Fujisawa;K.Sekine;N.Sato;N. Sato;N. Mizusawa;M. Ishikawa;佐藤直樹;佐藤直樹;佐々木直文
通讯作者：
佐々木直文