DNAマイクロアレイ時系列データからの遺伝子間制御ネットワーク推定

根据 DNA 微阵列时间序列数据估计基因间调控网络

基本信息

批准号：
01J60016
负责人：
加藤護
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、DNAマイクロアレイによる遺伝子発現量時系列データから、遺伝子間の制御ネットワークを推定する方法、アルゴリズムを開発することである。今年度は、昨年度開発した方法をさらに発展させ、DNAマイクロアレイ時系列データ解析に加え、クロマチン免疫沈降(ChIP)マイクロアレイデータ解析、プロモーター配列解析を組み合わせた新しいアルゴリズムを開発した。具体的には、DNAアレイ時系列データをクラスタリングしてある特定の生命現象に関わると考えられる遺伝子群をスクリーニングし、またChIPアレイデータからある転写因子のターゲットと考えられる遺伝子群をスクリーニングする。そして両方の遺伝子群の集合積を取って、特定の生命現象の元で、ある転写因子のターゲットとなる遺伝子群を直接推定する。さらにその遺伝子群のプロモータ解析を行い、転写因子プロモータ結合モチーフを推定する。今度はその結果を用いて先ほどクラスタリングされた遺伝子群の上流配列を調べ、どの遺伝子が、どの転写因子の組み合わせで、どの結合モチーフを通じて制御されているかを推定する。このアルゴリズムをコンピュータにインプリメントし、公開されている酵母細胞周期のデータから、遺伝子間制御ネットワークを推定した。その結果、Swi6+Swi4,Swi6+Mbp1,Fkh1/2+Ndd1+Mcm1といった既知の制御系に加え、Stb1+Swi6+Swi4,Stb1+Swi6+Mbp1,Fkh2+Swi6+Swi4,Swi5+Ste12+Dig1といった、多くの新しい遺伝子制御系が推定された。さらに従来の制御系と今回得られた新しい制御系を組み合わせると、酵母の細胞周期において、遺伝子制御ネットワークの活動が、転写因子の組み合わせによってスムーズに連携されているという新しいモデルが示唆された。

这项研究的目的是开发一种方法和算法，用于使用DNA微阵列对基因表达水平的时间序列数据估算基因之间的调节网络。今年，我们进一步开发了去年开发的方法，并开发了一种结合DNA微阵列时间序列数据分析以及染色质免疫沉淀（CHIP）微阵列数据分析和启动子序列分析的新算法。具体而言，将DNA阵列时间序列数据聚集到被认为与特定生命现象有关的筛选基因组，并且认为这是某些转录因子的靶标的基因组也从芯片阵列数据中筛选。然后，基于特定的生命现象直接估计了给定转录因子的基因组，并且针对给定转录因子的靶基因群。此外，进行基因组的启动子分析以估计转录因子启动子结合基序。现在，结果用于检查先前聚类的基因的上游序列，并估算哪些基因受到转录因子的控制以及哪些结合基序。该算法是在计算机中实现的，并根据已发布的酵母细胞周期数据估算了基因间调节网络。结果，除了已知的调节系统（例如SWI6+SWI4，SWI6+MBP1，FKH1/2+NDD1+MCM1）之外，许多新的基因调节系统，例如STB1+SWI6+SWI4，STB1+SWI6+SWI6+MBP1，FKH2+SWI6+SWI6+SWI6+SWI4+SWI4，SWI5+DICHIS12+DICK12+DICK12+DICK12+DICK12+DICK1222+DICK1222+digsSTSTES22+Stest2。此外，当传统的调节系统与新的调节系统结合使用时，已经提出了一个新模型，即通过转录因子的组合在酵母细胞周期中平稳地连接了基因调节网络的活性。