病原体が持つ抗原変異多コピー遺伝子ファミリーのメタゲノム解析

病原体抗原变异多拷贝基因家族的宏基因组分析

• 批准号: 10F00786
• 负责人: 五斗 進
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10F00786/
• 关键词: 抗原変異; 多コピー遺伝子ファミリー; 配列解析; データベース; マラリア原虫; メタゲノム; 病原微生物; 抗原変異; 多コピー遺伝子ファミリー; 配列解析; データベース; マラリア原虫; メタゲノム; 病原微生物

本研究の目的は、病原微生物が抗原変異性を獲得してきたメカニズムを遺伝子配列の計算機解析によって解明することである。抗原変異は多くの病原微生物がホストの免疫系を逃れるために獲得してきた仕組みであり、ある種の病原微生物に対するワクチン開発が困難な理由の一つとなっている。そこで本研究では抗原変異に関わる遺伝子ファミリーを収集し、その配列を比較することにより抗原性獲得、特に配列多様性の獲得メカニズムについて明らかにする。このような解析は個々の遺伝子ファミリーではこれまでも進められてきたが、複数の遺伝子ファミリー、複数の生物種で解析するためのリソースはなかった。そのため、本研究ではデータベースをはじめとする計算機リソースを開発し、世界中の研究者がワクチン開発などに応用できるような解析環境も整備する。平成24年度は、ブロード研究所がシーケンシングしたデータのうち、抗原変異遺伝子群の一つであるrif遺伝子ファミリーのデータを公開前に解析する許可を得たので、解析を開始することができた。まず、得られたデータから抗原変異部位を抽出する方法を開発した。抗原変異部位は、定義からも分かるように多くの変異が入った部位であるため、よく保存された配列領域を使って抽出する従来手法はそのまま適用できない。そこで、今回は、ゲノム領域の中からよく保存された領域を除外する方法を取った。この方法が適用出来るかどうかを判定するために、リファレンスとして公開されているマラリア原虫ゲノムをランダムに抽出したデータを用いてテスト行ったところ良好な結果を得たので、今後引き続きrif遺伝子の抽出を進める予定である。平成24年度は、抗原変異遺伝子のデータベースvarDBの改良も平成23年度に引続き行った。

这项研究的目的是阐明致病微生物通过基因序列的计算机分析获得抗原诱变的机制。抗原突变是一种机制，许多致病性微生物已经获得了逃避宿主的免疫系统的机制，也是疫苗发育针对某些致病性微生物的原因之一。因此，在这项研究中，我们将收集参与抗原突变的基因家族，并比较序列以阐明抗原性获得的机制，尤其是序列多样性。这种分析以前是在单个基因家族中进行的，但是在多个基因家族或多种物种中没有分析的资源。因此，这项研究将开发包括数据库在内的计算机资源，并开发一个分析环境，该环境可以应用于疫苗开发和其他应用中的世界各地的研究人员。 2012年，我们能够开始对RIF基因家族（抗原突变基因组之一）的数据进行分析，这是广泛研究所在发表之前测序的数据中。首先，开发了一种从获得的数据中提取抗原突变位点的方法。从定义可以看出，抗原突变位点是具有许多突变的位点，因此不能像IS那样应用良好的序列区域提取的常规方法。因此，在本文中，我们采用了一种将良好的区域排除在基因组区域之外的方法。为了确定该方法是否适用，我们使用作为参考的疟原虫基因组随机提取的数据进行了测试，并找到了良好的结果，并计划将来继续提取RIF基因。 2012年，抗原突变基因数据库VARDB在2011年也得到了改善。