モジュール3Dキーノートを用いたゲノム機能予測法の開発

使用模块化 3D 主题演讲开发基因组功能预测方法

基本信息

批准号：
13780530
负责人：
由良敬
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency (2002)Nagoya University (2001)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

全ゲノム配列が発表されている生物種は、100種を越えた。生体で機能している高分子は大部分がタンパク質であるため、集積されたゲノム配列にどのような機能を持ったタンパク質があるかを知る必要がある。しかし、ゲノム配列からタンパク質の機能を推定する方法はまだ確立していない。ゲノムにあるORFの約半数は機能が推定できていない。申請者は立体構造が類似であり、機能部位の詳細な構造が類似のリン酸基結合モジュールを、まったく異なる転写因子およびDNA重合修復酵素に見いだしてきた(K.Yura, et al. 1999a)。これらのモジュールのアミノ酸配列には明らかな類似性はないが、立体構造および機能部位が類似していることより、何らかの類似性が配列にあることが期待され、立体構造形成および機能に重要な残基に注目することで、アミノ酸配列のパターンを見いだし3Dキーノートと命名した(Yura, et al. 1999b)。本研究課題では、ゲノム配列中のORFから各種の3Dキーノートと一致する部位を見つける方法を確立することで、ORFの機能推定を行う手法を開発した。平成13年度までに3Dキーノートの作成方法がほぼ確立したのを受けて、平成14年度では、3Dキーノート作成方法の自動化をほぼ確立し、ゲノム配列決定が終了している全ゲノム配列に対して、約200種類の3Dキーノートを適用することができた。それらの予測結果を容易に検索できるようにするためのデータベースを構築し、研究室内において試験運用を開始することができた。また3Dキーノートによる予測結果がどの程度正しいかを実験的に検証するために、シアノバクテリアの実験家に予測結果を提示し、実証実験を開始することができた。現在までに実験結果を予測方法に還元することまでは至っていないが、実験と理論のよい組み合わせを形成することはできた。

超过100种具有整个基因组序列。由于大多数在活生物体中起作用的聚合物都是蛋白质，因此有必要知道蛋白质在综合基因组序列中具有什么功能。但是，尚未确定从基因组序列估算蛋白质功能的方法。基因组中约一半的ORF没有功能估计。申请人在完全不同的转录因子和DNA聚合修复酶中发现了具有相似构象和相似详细功能位点的磷酸盐连接模块（K. Yura等，1999a）。尽管这些模块的氨基酸序列没有明显的相似性，但预计序列中存在一些相似性，而不是构象和功能位点的相似性。通过关注对构象形成和功能重要的残基，发现了氨基酸序列模式并将其命名为3D Keynotes（Yura等，1999b）。在本研究主题中，我们通过建立一种方法来查找与基因组序列中ORF各种3D主题的位点的方法来估算ORF功能的方法。建立了到2001财年创建3D主题注释的方法之后，几乎建立了创建3D主题演讲的方法的自动化，并且大约200种类型的3D Keynotes能够应用于基因组测序的整个基因组序列。构建了一个数据库，以使这些预测结果易于搜索，并在实验室开始了试验。此外，为了使用3D主题演讲对正确的预测结果进行实验，我们能够向蓝细菌实验者提供预测结果，并开始演示实验。迄今为止，我们还没有将实验结果降低到预测方法，但是我们已经能够形成实验和理论的良好组合。