ゲノム比較解析システムの構築

基因组比较分析系统的构建

• 批准号: 12208046
• 负责人: 内山 郁夫
• 金额: --
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12208046/
• 关键词: 微生物ゲノム; 比較ゲノム解析; オーソログ分類; ゲノム進化; クラスタリング; ホモロジー; ゲノムデータベース

ゲノム研究の対象が多様な生物種に拡大され、特に微生物では100を越える種がすでにゲノム解析のターゲットとなっている。そこで、これらの情報からゲノムの多様性の実体と、その背景にある進化機構を明らかにするための、情報学的手法の開発が望まれている。本研究は、特に微生物ゲノムをターゲットとして、複数のゲノム構造を同時に比較し、各ゲノムおよび遺伝子群の特徴づけを行う計算手法の開発、ならびにそれらの結果から進化機構に関する知見を探索するためのシステムの構築を目標として行った。。ゲノム構造を比較するためにはオーソログを同定する必要があるため、まずオーソログ分類について検討した。オーソログ同定は遺伝子単位のべストヒットで行われることが多いが、一般にはドメイン単位で対応づける必要があるため、ドメイン分割を行いながら階層的クラスタリングを行うアルゴリズムを開発した。この手法で実際に分類を行ってみると、ドメイン分割されているケースでもゲノム上連続したセグメント上にあるケースが多く、オペロンが保存されているケースも含めて、ゲノム上のセグメントを考慮した対応づけを行う必要があることが示唆された。そこで、連続したセグメント上の類似性を加算評価するようにアルゴリズムの拡張を行った。COGなどの手作業を交えて行われた既知の分類結果と比較したところ、アルゴリズムの改善により両者が一致するケースが増加することが確認された。本手法により、大規模なゲノムの比較を効率よく進めることが可能になった。今後は特にゲノム中の多様な部分に注目して遺伝子やゲノムの特徴づけを行っていくことが課題となる。その際、遠縁ゲノムの比較からは、種固有な遺伝子について十分な情報が得られないという問題があり、近縁ゲノムの比較がむしろ重要になってくる。これに関しても、近縁ゲノム比較解析ツールの開発を並行して行っており、今後活用を図っていきたい。

基因组研究的靶标已扩展到多种生物，尤其是在微生物中，已经成为基因组分析的靶标。因此，希望开发一种非正式方法来阐明基因组多样性的多样性和背景中的进化机制。这项研究是一种开发计算方法的系统，该方法比较了多个基因组结构，尤其是对于微生物基因组，以执行每个基因组和基因的特征，并探索从这些结果中探索有关进化机制的知识。建筑。 。由于有必要识别矫形器以比较基因组结构，因此首先检查了直系同源的分类。拼字法经常是在遗传基础上进行的，但是通常，有必要通过域进行支持，因此我们开发了一种算法，该算法在划分域的同时执行层次结构群。如果您实际上在此方法中对分类进行了分类，则在许多情况下进行了域被划分，并且在基因组上不断段上有许多情况，而在存储操作子的情况下，则考虑了对基因组段的响应有人建议这样做。因此，扩展了算法以评估和评估连续段上的相似性。与通过COG等手动工作进行的已知分类结果相比，已经证实，算法的改进将增加两者匹配的病例数量。这种方法使有效比较大型基因组比较成为可能。将来，挑战是关注基因组的各个部分，并表征基因和基因组。当时，存在一个问题，即遥远基因组的比较没有提供有关特定基因的足够信息，并且对近亲至相关的基因组的比较变得更加重要。在这方面，我们正在同时开发与与之相关的基因组比较分析工具，我希望将来利用它。

项目成果

Uchiyama,I.,Higuchi,T.,Kobayashi,I.: "CGAT : Comparative genome analysis tool for closely related microbial genomes"Genome Informatics. 11. 341-342 (2000)

Uchiyama,I.、Higuchi,T.、Kobayashi,I.：“CGAT：密切相关微生物基因组的比较基因组分析工具”基因组信息学。

Uchiyama,I.: "Hierarchical clusterng procedure for grouping orthologous domains in multiple genomes."Currents in Computational Molecular Biology. 341-342 (2000)

Uchiyama,I.：“用于对多个基因组中的直系同源域进行分组的分层聚类程序。”计算分子生物学的潮流。

Chinen A.,Uchiyama,I.,Kobayashi,I.: "Comparison between Pyrococcus horikoshii and Pyrococcus abyssi genome sequences reveals linkage of restriction-modification genes with large genome polymorphisms"Gene. 259. 109-121 (2000)

Chinen A.，Uchiyama，I.，Kobayashi，I.：“Pyrococcus horikoshii 和 Pyrococcus abyssi 基因组序列之间的比较揭示了限制性修饰基因与大基因组多态性的联系”基因。

Nobusato,A.,Uchiyama,I.,Kobayashi,I.: "Diversity of restriction- modification gene homologues in Helicobacter pylori"Gene. 259. 89-98 (2000)

Nobusato，A.，Uchiyama，I.，Kobayashi，I.：“幽门螺杆菌中限制性修饰基因同源物的多样性”基因。

Nobusato,A.,Uchiyama,I.,Ohashi,S.,Kobayashi,I.: "Insertion with long target duplication : a mechanism for gene mobility suggested from comparison of two related bacterial genomes"Gene. 259. 99-108 (2000)

Nobusato，A.，Uchiyama，I.，Ohashi，S.，Kobayashi，I.：“长靶标重复插入：通过比较两个相关细菌基因组得出的基因迁移机制”基因。