環境汚染物質に対する肺プロテオーム・メタボロームの応答に関するバイオインフォマティクス研究

肺蛋白质组和代谢组对环境污染物响应的生物信息学研究

基本信息

批准号：
04F04770
负责人：
五斗進
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、データベース開発・構築の技術を習得することと、それを利用して2つのクラスの大気汚染物質間のメカニズムの違いと相乗効果による毒性を明らかにすることである。特に、以前からの研究テーマであるオゾンと1-ニトロナフタレンのラットに対する影響解析によって得られたメタボロームとプロテオームのデータを関連付けるための統合データベースの開発を提案した。データベースの設計は完了し、MySQLを用いてLungToxデータベースとして実装した。このデータベースの重要な部分は、発現パターンの影響を受けた部分をKEGGパスウェイ中で表示するところである。もともとトランスクリプトームデータ用に設計されたKegArrayがこの目的に適当であることが判明したので、プロテオーム・メタボロームデータを扱えるように拡張することを提案した。現在、この提案に沿ってKegArrayの改良が進められているところである。さらに、本研究に関連する代謝系のデータをKEGGプロジェクトに提供し、KEGGパスウェイデータに統合された。ラットの気道におけるプロテオーム解析は、以前所属していた研究室との共同研究が進められており、実験が終了次第LungToxデータベースに統合し、インターネットで公開する。今年度は、2次元電気泳動(2DE)における実験後の定量解析時に生じる変動誤差に関する研究も行った。以前の研究室で開始した研究を完了して論文としてまとめたところiHUPOでの年次総会のキーノートスピーチに招待された。この後2つのレビュー論文としてまとめた。1つ目はこれまでの研究の拡張で、新しくリリースされたImageMaster 2D Platinumの評価を含めたものである。2つ目は現状の2DE解析における変動誤差の原因を議論した招待論文である。ここでは2DEが有力な定量プロテオミクス手法となる原動力となった可視化を含めたソフトウェアアルゴリズムの改良についてレビューした。具体的な内容以下の通り。(1)タンパク質の可視化と画像認識、(2)内部標準化手法、(3)バックグラウンド除去アルゴリズム、(4)分布の正規性、(5)2DE解析ソフトウェアパッケージを評価するための標準化されたテストの必要性。

本研究的目的是获得数据库开发和构建技术，并用其阐明两类空气污染物的机制差异和协同毒性。特别是，我们建议开发一个综合数据库，将通过分析臭氧和1-硝基萘对大鼠的影响获得的代谢组学和蛋白质组学数据联系起来，这一直是一段时间以来的研究主题。数据库设计已完成，并使用 MySQL 实现为 LungTox 数据库。该数据库的一个重要部分是 KEGG 通路中表达模式受影响部分的表示。 KegArray 最初是为转录组数据设计的，后来发现它适合此目的，因此我们建议将其扩展以处理蛋白质组和代谢组数据。目前正在根据该提案对 KegArray 进行改进。此外，与本研究相关的代谢系统数据已提供给KEGG项目，并整合到KEGG通路数据中。目前正在与我之前所在的实验室合作进行大鼠气道的蛋白质组分析，一旦实验完成，将被整合到LungTox数据库中并在互联网上发布。今年，我们还对二维电泳（2DE）实验后定量分析中出现的波动误差进行了研究。完成我在之前实验室开始的研究并将其写成论文后，我受邀在 iHUPO 年会上发表主题演讲。然后将其编译成两篇评论论文。第一个是先前研究的延伸，包括对新发布的 ImageMaster 2D Platinum 的评估。第二篇是邀请论文，讨论了当前二维DE分析中波动误差的原因。在这里，我们回顾了软件算法（包括可视化）的改进，这些改进是 2DE 成为强大的定量蛋白质组学方法背后的驱动力。具体细节如下。用于评估 (1) 蛋白质可视化和图像识别、(2) 内部标准化方法、(3) 背景扣除算法、(4) 分布正态性和 (5) 2DE 分析软件包必要性的标准化测试。