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。

这项研究的目的是获取数据库开发和构建技术，并使用它来阐明两类空气污染物之间的机制差异以及协同效应引起的毒性。特别是，我们建议开发一个综合数据库，以通过分析臭氧和1-硝基萘对大鼠的影响，将代谢组和蛋白质组数据关联，这是我们的研究主题。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在KEGG路径中显示表达模式的受影响部分。由于最初为转录组数据设计的Kegarray适合此目的，因此提议将其扩展以处理蛋白质组学代谢组数据。目前，与此提案相一致，对Kegarray进行了改进。此外，向KEGG项目提供了与这项研究相关的代谢数据，并将其集成到KEGG途径数据中。大鼠呼吸道中的蛋白质组分析正在与先前属于的实验室合作进行，一旦实验完成，它将集成到lungtox数据库中并在互联网上发布。今年，我们还研究了在2D电泳（2D）实验后定量分析期间发生的变异误差的研究。我完成了一项在以前的实验室开始的研究，并将其编译成论文，并被邀请在IHUPO的年度股东大会上发表主题演讲。总结为两篇评论论文。第一个是先前研究的扩展，包括对新发布的Imagemaster 2D铂金的评估。第二个是一份受邀论文，讨论了当前2DE分析中波动错误的原因。在这里，我们回顾了软件算法的改进，包括可视化，这是2DE背后的推动力成为强大的定量蛋白质组学技术。具体细节如下：（1）蛋白质可视化和图像识别，（2）内部标准化技术，（3）背景删除算法，（4）分布正态性，（5）对标准化测试的需求以评估2DE分析软件包。