真核生物の比較ゲノム情報解析

真核生物比较基因组信息分析

基本信息

批准号：
12208049
负责人：
後藤修
金额：
--
依托单位：
Research Institute for Clinical Oncology, Saitama Cancer Center
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒトをはじめ、酵母、線虫、昆虫、植物においてそれぞれを代表する生物種の全ゲノム配列が決定された。複数の真核生物ゲノム配列の比較を通じて、そこに書き込まれた高次の情報を読み解くことを目的とする。スプライシングシグナル定量化の基となるエクソン・イントロン境界データを大量に得るため、ゲノム配列とそれに由来するcDNAあるいはEST配列との比較を効率よく行うプログラムをまず作成した。様々な原因に由来するノイズの除去が予想外に大きな問題であったが、ヒト、C.elegans、D.melanogaster、A.thalianaそれぞれ16,000〜30,000の独立したイントロン挿入位置が同定できた。得られたスプライシング境界近傍についてサイト間の塩基分布の相関を検討した。イントロン5境界近傍には、4生物種を通して類似した特徴的なパターンが見出された。一方、イントロンの長さの分布にはそれぞれの生物種毎にかなりの差違が見られた。同一ゲノム上に多数のパラログを擁する多重遺伝子族の遺伝子構造を共同的に予測する手法の完全自動化を試みた。まだ改良すべき点は残るものの、人手による介入を大幅に削減出来ることが示せた。いくつかのゲノムプロジェクトの完了がアナウンスされたが、配列そのものおよびアノテーションの質についての検討はこれからである。この研究の目的の一つは比較ゲノム情報解析を通じてアノテーションの精度を高めることである。薬物代謝酵素など実用上重要な遺伝子族については独自の予測結果を順次公開していく予定である。一方、転写や翻訳の開始・終了、スプライシングシグナルの特徴、また遺伝子上のイントロンの密度や長さの分布などは、真核生物ゲノムの進化を考える上で重要な要素となる。本研究の成果はより高次のレベルの生命情報解析の基盤になるものと期待される。

包括人类、酵母、线虫、昆虫和植物在内的代表性生物物种的整个基因组序列已被确定。目的是通过比较多种真核生物基因组序列来破译它们的高级信息。为了获得大量的外显子/内含子边界数据，这是剪接信号量化的基础，我们首先创建了一个程序，可以有效地将基因组序列与源自它们的cDNA或EST序列进行比较。尽管从各种来源去除噪声是一个意想不到的大问题，但我们能够在人类、线虫、黑腹果蝇和拟南芥中识别出 16,000 至 30,000 个独立的内含子插入位点。我们研究了所得剪接边界附近位点之间碱基分布的相关性。在四个物种的内含子 5 边界附近发现了类似的特征模式。另一方面，各物种内含子的长度分布存在相当大的差异。我们试图完全自动化一种方法，用于协作预测在同一基因组上具有许多旁系同源物的多基因家族的遗传结构。尽管仍有需要改进的地方，但我们能够证明可以显着减少人工干预。几个基因组项目已经宣布完成，但序列和注释的质量还有待检验。本研究的目标之一是通过比较基因组信息分析来提高注释的准确性。我们计划逐步发布我们自己对实践中重要的基因家族的预测结果，例如药物代谢酶。另一方面，转录和翻译的起始和终止、剪接信号的特征以及基因上内含子的密度和长度分布是考虑真核基因组进化的重要因素。这项研究结果有望成为更高层次的生物信息分析的基础。