Cell Innovation

5News Letter
June
2012

革新的細胞解析研究プログラム（セルイノベーション）
ニュースレターvol.

平成 23 年度

当日のプログラム

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13：05
13：05
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セルイノベーション
公開セミナー開催

13：00

13：15

2012 年 1 月 31 日に、TEPIA ホール（東京都港区）で、新展開」が開催されました。約 200 名収容の会場は満席となりました。

講演では、「次世代シーケンサーの登場で、多数の遺伝子を一度に調べられるようになったので、発生のしくみを-ーケンサーとイメージング技術がもたらす生命科学研究の13：15
13：45

13：45
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平成 23 年度セルイノベーション公開セミナー「次世代シ14：15

システムとして理解できるようになる」と上田泰己・理化
14：15

た、三好浩之・同研究所サブチームリーダーが、生きた細

14：45

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学研究所プロジェクトリーダーが研究を紹介しました。ま
胞の細胞周期をリアルタイムに可視化できる蛍光プローブ
待講演では、服部正平・東京大学教授が、メタゲノム解析によるヒトの腸内細菌の研究について話しました。

14：45
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を紹介するなど、研究の成果が次々と報告されました。招

15：15

開会挨拶
成田 博
（ 文部科学省 ライフサイエンス課 ）文部科学省
セルイノベーション概要説明榊 佳之（ プログラムディレクター）
エピゲノムを探る：
次世代シーケンサーによる高感度メチローム解析
伊藤隆司（ 東京大学 ）初期発生における雄性染色体リモデリングの革新的解析に向けた
無細胞再構築系の開発
大杉美穂（ 東京大学 ）生殖細胞の性分化におけるRNA 制御
相賀裕美子（ 国立遺伝学研究所 ）次世代シーケンサーを用いた発生の動作原理の理解と制御
上田泰己（ 理化学研究所 ）「次世代シーケンサーとイメージングの合体が進めば、休もっといい成果が出ると期待している」という山本雅プロ
15：45

た。会場からは、「生命科学研究の進歩の速さに驚いた」（一16：15-

グラムオフィサーの言葉でセミナーは締めくくられまし憩

蛍光プローブによる細胞周期解析
三好浩之（ 理化学研究所 ）般）、「次世代シーケンサー技術の有効性が実感できた」（研究者）などの声が聞かれました。

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簡便な作成と安定発現が可能となった FRET バイオセンサーは何をもたらすか ?
松田道行（ 京都大学 ）次世代シーケンサーを活用した
前立腺がんにおけるホルモン応答機構の探索と新しい診断・治療標的の同定
井上 聡（ 東京大学 ）ヒトマイクロバイオーム
─ 超有機体としてのヒト ─
服部正平（ 東京大学 ）閉会挨拶
山本 雅（ プログラムオフィサー）

会場の様子

Contents

p. 1
p. 2

平成 23 年度 セルイノベーション公開セミナー開催
データ解析拠点分担研究紹介 ： 豊田哲郎

p. 3

データ解析拠点分担研究紹介 ： 宮野 悟・森下真一

p. 4

トピックス

データ解析拠点における分担研究の位置づけ
サンプルをシーケンスして得られる配列データは、リファレンスゲノム上にマッピングされた後、研究目的に応じて、一塩基多型（ SNP）の検出、メチル化部位の同定、転写産物の定量などが行われます。データ解析拠点では、このような解析のためのさまざまなソフトウエアを開発してきました。
代表機関である国立遺伝学研究所では、先導研究の解析ニーズを広くカバーできるように、よく行われる解析のた

国立遺伝学研究所

池尾一穂  Kazuho Ikeo

めのパイプラインを整備したほか、細胞の種類や時系列など種々の比較解析のためのパイプラインを開発し、プログラムメンバーに提供しています。
一方、分担機関では、特定の解析をより深く行うための先鋭的なソフトウエアを開発しています。理化学研究所ではスプライシングバリアントの解析、東京大学では遺伝子間相互作用の解析とエピゲノム解析に取り組んでおり、先導研究との連携による成果も出始めています。

データ解析拠点分担研究紹介

オミックス統合解析による高精度センシング技術の開発、および、イメージ解析のアノテーションDB構築への対応
RNA-seq は、遺伝子の構造（どんそこで、私たちは、複数のサンプル理化学研究所なエキソンとイントロンからなるか） の RNA-seq データ間の相関関係を利生命情報基盤用する「ポジショナル相関解析法」をを推定するのに有効であり、これまで研究部門考案しました。複数のサンプルで高発のタイリングアレイを用いる方法に代現を示す RNA のセットがあるなら、わって広く使われ始めています。しかTetsuro Toyoda
それは、1 つの遺伝子に由来するだろし、シーケンスされるRNA 断片が短く、長さもばらばらであることなどかうという発想です。この方法を実行す
ら、遺伝子の構造を精密に推定するこるためのプログラム「 ARTADE2（アートエイドツー）」を開発し、高い性 能をもつことを確かめました。とは難しいのが実情でした。
さらに、この解析では、「因子分析」という方法を使うことで、サンプル間既知 RNA 構造の遺伝子構造の違いを明らかにできま
ARTADE2
す。スプライシングのされ方の違いはによる予測構造
もちろん、それが、他のどんな部位の違いと相関しているかまでわかるのです。すでに、萩原正敏・京都大学教授の先導研究のサンプルにこの方法を適用しており、成果があがるのを心待ちにしています。
また、松田道行・京都大学教授の先ウインドウX
導研究の画像データ解析にも協力してウインドウXといます。複数の細胞が移動するのを 1Yの間の個ずつ追跡し、蛍光強度などの変化をポジショナル相関定量化するもので、目で見ていただけでは得られない知見が得られると喜ばれています。
ウインドウY
こうしたソフトウエアの開発は、生...
321
ウウインド
物学とインフォマティクスの両方を深-10+1
く理解していないとできないものであ
複数個の RNA-seq データに対するり、人材の育成にも力を入れています。
ポジショナル相関解析の結果
123...

豊田哲郎

2 Cell Innovation News Letter vol.5 June 2012

データ解析拠点分担研究紹介

イン・シリコ細胞システム解析のための技術開発
私たちは、本プログラムに先行したゲノムネットワークプロジェクト（GNP）で、遺伝子発現データから遺伝子間の相互作用を解析するソフトウエアを開発してきました。今回は、それらのソフトウエアをコンポーネント（構成要素）とし、必要なコンポーネントをグラフィカルにつなぎ合わせて解析パイプラインをつくるツールを開発しています。
GNP のときの発現データは DNAチップで得られたものであり、今回は次世代シーケンサーで得られたものですが、データ処理に本質的な違いはありません。違うのは、GNP ではパイプラインをすべてスパコンに置いていたのに対し、今回は、研究者ヒト乳がん培養細胞の遺伝子発現データからネットワークの差異を推定するパイプラインと推定したネットワークの一例

東京大学
医科学研究所

宮野 悟
Satoru Miyanoの手元にあるパソコン上に置き、膨大な計算が必要な遺伝子ネットワーク解析の部分だけを、国立遺伝学研究所の本プログラム用スパコンに「外注」するしくみにしたことです。これにより、本プログラム内外の研究者がパイプラインを利用しやすくなると期待しています。
コンポーネント自体の開発では、がんや発生の研究に重要な時系列解析に力を入れています。例えば、がん細胞に与える刺激（薬に相当）の強さを何段階かに変えたとき、遺伝子ネットワークの時間変化がどのように違うかといった解析が可能になりました。

ゲノムワイド・エピゲノム解析ソフトウエアの研究開発
次世代シーケンサーの登場で、エピゲノム情報、特に、シトシンのメチル化の ON / OFF をゲノム全体にわたって調べることが可能になりました。実際には、サンプルのバイサルファイト処理の前後で配列データを比較するのですが、ゲノム全体にわたる比較はなかなか大変です。
そこで、この解析を速く行うためのアルゴリズムを開発しました。解析を進めると、メチル化が OFF になっている領域が 1000 〜 5000 塩基にも及ぶことがわかってきたので、OFF 領域を一気に計算できるようなシステムもつくりました。このソフトウエアを用いて、先導研究のうち、伊藤隆司・東京大学教授のアカパンカビや、中島欽一・奈良先端科学技術大学院大学教授のマウス神経細胞の DNA メチル化解析を支援しています。
東京大学大学院
一方、DNA のうちヒストンに巻き新領域創成科学
付いている部分だけの配列データか研究科
ら、ヌクレオソーム構造の特徴を抽出するソフトウエアも開発し、さらに、
Shinichi
ヌクレオソーム構造と DNA メチル化
Morishitaのデータを組み合わせて解析できるソフトウエアも開発しました。これにより、ゲノム全体のエピジェネティック ログラム内外の研究に役立てていただな変化が、遺伝的多様性や細胞の運命 ければと思います。
決定にどのようにかかわるかを解析す メチル化解析の例。灰色の帯は CpG サイトが存在する場所、ピンク色のヒストグラムは CpG サることができます。すでに私たちもい イトのメチル化率を示す。最下段の赤いバーは
くつかの知見を得ていますが、広くプ 低メチル化領域と推定した 4 つの領域。

森下真一

50kb

vol.5 June 2012

Cell Innovation News Letter 3

TOPICSJune 2012

第34回日本分子生物学会年会に出展
会期：2011 年 12 月13日
（火）
～ 16日
（金）
会場：パシフィコ横浜

ナショナルバイオリソースプロジェクト（NBRP）を紹介する実物つきパネル展示「バイオリソース勢ぞろい」に、文部科学省関連プロジェクトとして、セルイノベーションが出展しました。プログラム資料の配布、ホームページのデモ、ポスターの展示を通じて、プログラムの進捗と期待される成果を紹介しました。

2 つの国際会議で情報収集
セルイノベーション事務局では、情報収集活動の一環として、次世代シーケンサーを用いた研究の国際動向を把握するため、2つのゲノム関連国際会議に参加しました。
北京ゲノム研究所（BG I）
が主催したICG-6には世界各国から約600名の参加がありました。シーケンシングやバイオインフォマティクスを含む多くの分野のセッションが行われ、セルイノベーションの菅野純夫プログラムオフィサーも招待講演者の一人として講演しました。
BG IのJun Wang博士の講演では、BG Iが1日に6テラ塩基という膨大なシーケンス能力をもち、さまざまな巨大プロジェクトを進めていること、その多くがヨーロッパやオーストラリアなど全世界の研究機関との共同で行われていることが報告され、ゲノム科学分野において、中国が米国と並ぶ勢力として台頭していることがうか
Nature Genetics の Myles Axton 氏の講演（ ICG-6 にて ）がわれました。
一方、国際ヒトゲノム機構（ HUGO）が主催したHGM 2012は、「個別化医療における遺伝学とゲノミクス」をテーマとし、世界50ヵ国から約800名の参加がありました。
病因解析や遺伝子発現解析のための実験手段が、マイクロアレイから次世代シーケンサーに移行しつつあることと、それに伴う展望と課題が明らかになった会議でした。データ解析拠点代表研究者の林﨑良英・理研オミックス基盤研究領域長らによる非翻訳RNAの研究をはじめ、RNA研究の進展も注目を集めていました。
会議名 ：6th International Conference on Genomics（ ICG- 6 ）会 期：2011 年 11 月 12 日（土）～ 15 日（火）会 場：OCT-East International Grand Ballroom（中国深圳市）
会議名 ：Human Genome Meeting（HGM）2012
会 期：2012 年 3 月 11 日（日）～ 14 日（木）会 場：Sydney Convention & Exhibition Centre（オーストラリア ）Cell Innovation

News Letter

セルイノベーション
ニュースレター

vol.5
June 2012

発 行 日

HUGO の Edison Liu 会長のあいさつ（ HGM 2012 にて ）2012 年 6 月 29 日

編集発行 セルイノベーション事務局〒108-8639 東京都港区白金台 4-6-1 東京大学医科学研究所
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