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理化学研究所（小林俊一理事長）は、機能アノテーション（機能注釈）情報を付与したマウスの完全長ｃＤＮＡ情報を公開します。理研横浜研究所のゲノム科学総合研究センター（和田昭允センター所長）の林崎良英プロジェクトディレクター（遺伝子構造・機能研究グループ）は、世界に先駆けて「マウス遺伝子エンサイクロペディア計画」としてマウス完全長ｃＤＮＡ※１（約２１，０００クローン）の解析を進めてきました。さらに昨年、「マウスｃＤＮＡ機能アノテーション会議（Functional Annotation of Mouse〔FANTOM〕meeting）※２」を開き、遺伝子の機能注釈のルールや方法について取り決めを行い、遺伝子の機能注釈を効率的に行なうシステムを開発し、それらを用いて世界標準となる機能注釈をつけました。 本研究の大きな成果として下記の２点があげられます。 1. 約１２，４００種のマウス新規遺伝子を発見し、中でも約８，２００種は哺乳類において全く新しい遺伝子であることがわかりました。 2. 新規遺伝子中には、発生の段階で遺伝子の転写調節を行なっていると考えられる新規遺伝子や、がんの増殖や抑制に関する遺伝子など病気に関連すると思われる新規遺伝子も見つかりました。 　なお、当研究所は本年５月をめどに、機能アノテーションを付与した完全長ｃＤＮＡクローンを国内外の希望者が利用できる体制を整えていく計画です。 　本研究成果は、英国科学雑誌「nature」の２月８日号に掲載されるとともに、理化学研究所(http://www.gsc.riken.go.jp/e/FANTOM/)などでも公開されます。 １．背景 　　マウスは、遺伝子が約４万〜１０万種あると予測されており、“ヒトの遺伝子とほとんど同じであること”、“ヒトでは取れないライフサイクルすべてのステージの遺伝子が取れること”、“実験的にも扱いやすいこと”などから、ヒトのモデル動物とされています。マウス遺伝子（完全長ｃＤＮＡ）のすべてを取り出し、その塩基配列情報などを体系的に整理した辞書となる「マウス遺伝子エンサイクロペディア」の作成は、ヒト遺伝子の機能解明の促進など、医学・生物学といったさまざまな分野での貢献が期待されます。 　また、マウスのゲノムプロジェクトは、ヒトゲノムプロジェクトと並行して進められてきており、世界的にも重要課題とされています。それらの中で、非常に高い完全長ｃＤＮＡのカバー率を誇るマウスエンサイクロペディア計画は極めて重要です。 　ゲノム科学総合研究センター遺伝子構造・機能研究グループでは、これまで、約１２７，０００クローンのマウス完全長ｃＤＮＡの末端塩基配列データをホームページ（http://genome.gsc.riken.go.jp/）上で公開してきました。 　さらに昨年８月２８日から９月８日まで、国内外のバイオインフォマティクスおよび、ゲノム科学などの専門家が集い、上記マウス完全長ｃＤＮＡクローンのうち、全長塩基配列の解析を完了した約２１，０００クローンの完全長ｃＤＮＡについて、機能アノテーションを行う国際会議（FANTOM）が理研筑波研究所で開かれました。その結果の一部は、成田市で開かれた「第１４回 国際マウスゲノム学会（14th International Mouse Genome Conference：IMGC，オーガナイザー：林崎良英）」で報告されています。 ２．マウスｃＤＮＡの機能アノテーション 　１）意義・目的　 　ヒトゲノムなど莫大なゲノム情報（ＤＮＡ塩基配列）が全世界で急激に解読されつつあるなか、それらの情報をもとに、革新的な医薬品の開発等につなげるための、いわゆるポストゲノム研究の推進が重要となっています。近年、医薬品開発に直結するポストゲノム研究の主要な研究課題として、遺伝子から合成されるタンパク質（生体反応を担う主役）に関する研究が重要視されており、激しい国際競争が展開されつつあります。本研究の対象である完全長ｃＤＮＡ（遺伝子の本体）は、このタンパク質を合成するための設計情報をすべて有し、タンパク質そのものを合成することが出来ることから、ポストゲノム研究における非常に重要な「基盤ツール」となります。 　今回、約２１，０００クローンもの完全長ｃＤＮＡについて、全塩基配列情報の解読に加え、それらが既知の遺伝子なのか、新規の遺伝子なのか、既知の遺伝子とはどのような類似性を有するのか、どのような性質の遺伝子なのかなどの機能情報を注釈付け（機能アノテーション）を行いました。このような膨大な量の完全長ｃＤＮＡについて、単なる塩基配列情報だけでなく、機能情報をも付加することは、「基盤ツール」としての価値を飛躍的に高めるとともに、今後のポストゲノム研究の効率的推進に大きく貢献するものと期待されています。 　なお、昨年８月に行われたｃＤＮＡに関する機能アノテーション会議は、高等生物では世界初の試みであったことから、高等生物のｃＤＮＡについての機能アノテーションの世界標準を確立することにも貢献しました。 　２）機能アノテーションを効率的に行う新システム　 　ｃＤＮＡに対する機能アノテーションは、既知遺伝子塩基配列情報とのホモロジー（類似性）情報、遺伝子産物であるタンパク質のモチーフ情報（２次構造あるいはそれらの組み合わせの構造情報）からある程度、機械的に推測することは可能です。しかし、高品質なアノテーションを付与するためには、遺伝学、免疫学、がん、神経系などの専門家がコンピュータ処理の結果を検証する作業が不可欠となります。ゲノム科学総合研究センターでは、ＮＴＴソフトウェアとの共同研究により、高品質な機能アノテーションを決定するための支援システムを開発しました。本システムの特徴は、以下の２点です。　　　　 1. 機能アノテーションを素早く決定できるように、各種のコンピュータ処理の結果を図を用いて見やすく表示します。 2. 基本的な機能アノテーションの入力は、手入力ではなく、マウス操作による選択を行うだけで実現できるようにするなど、入力の間違いを極力減らすような設計がされています。 　３）得られた成果と情報の公開 　本研究で解析した２１，０７６のマウス完全長ｃＤＮＡクローンには、選択的スプライシング※2などによる重複を除いた結果、約１５，２００種の遺伝子が含まれていることがわかりました。この約１５，２００種の遺伝子のうち、約２，８００種の遺伝子はマウス既知遺伝子でしたが、残りの約１２，４００種の遺伝子はマウス新規遺伝子です。 　さらに、約1２，４００種のマウス新規遺伝子の中には、哺乳類において全く新しい遺伝子が約８，２００種みつかりました。これらの中には、発生の段階で遺伝子の転写調節を行なっていると考えられる新規遺伝子や、がんの増殖や抑制に関連すると思われる新規遺伝子も見つかりました。 　これらの研究成果は、２月８日より理研ゲノム科学総合研究センターのホームページ(http://www.gsc.riken.go.jp/e/FANTOM/)及び「nature」のウェブサイト(http://www.nature.com/http://www.nature.com/）から公開される予定であり、また、日本ＤＮＡデータバンク（ＤＤＢＪ）及び、米国のジャクソン研究所（http://www.informatics.jax.org/）のマウスゲノムデータベース中にも登録され、アクセスが可能になる予定です。 　このようなヒトモデル動物であるマウスの新規遺伝子の大量な発見とそれら遺伝子の全塩基配列情報及び機能アノテーション情報の公開により、すでに公開されているヒトゲノムドラフト情報などと相まって、ヒト遺伝子の機能解明などの研究が飛躍的に促進することが期待されます。 ３．今後の予定 　１）今後の研究展開 　本研究は、今後も「マウス遺伝子エンサイクロペディア計画」の一環として、マウス完全長ｃＤＮＡの取得と、その全長塩基配列の解析を進めるとともに、機能アノテーションを継続して実施し、順次、その研究成果を公開していきます。本年9月には　第2回マウスｃＤＮＡ機能アノテーション会議を予定しており、世界各国から研究者が集い新たに2万個以上の完全長ｃＤＮＡクローンに注釈付けを行い、遺伝子の機能解析を推進する予定です。 　また、マウス完全長ｃＤＮＡを活用した遺伝子機能解析等に関する共同研究についても国内外の研究機関と積極的に推進していきたいと考えております。 　２）マウスｃＤＮＡクローンの利用 　当研究所では、全長シーケンスを完了し、機能アノテーションを付与した今回の約２万クローンについて、その塩基配列及び機能アノテーション情報の公開だけでなく、完全長ｃＤＮＡクローンそのものについても本年５月をめどに、国内外の希望者が利用できるように体制を整えていきます。完全長ｃＤＮＡクローンの利用に関しては、学術利用を促進するため、“学術研究利用”と“産業利用”とを区別した利用料金設定をすることとしており、本年４月には利用方法や利用条件などを含め、その詳細について発表する予定です。 　当研究所では今後さらに、全長シーケンスを完了し、機能アノテーションを付与した完全長ｃＤＮＡクローンについても、随時、国内外の希望者が利用できるようにしていきます。 　 　 （問い合わせ先）　　　　 ＜研究成果＞　 　　理化学研究所 横浜研究所 ゲノム科学総合研究センター 　　　遺伝子構造・機能研究グループ プロジェクトディレクター　林崎　良英 　　　　チームリーダー　　　　　　岡崎　康司 TEL：045-503-9222　FAX：045-503-9216 ＜マウス完全長ｃＤＮＡクローン利用＞ 研究業務部　　　 前川　治彦 　　　　　　　　TEL：048-467-9762　FAX：048-462-4609 ＜報道担当＞ 広報室　　　 　　嶋田　庸嗣 TEL：048-467-9272 FAX：048-462-4715 　 　 補足説明 　 ※１完全長ｃＤＮＡ 　ｃＤＮＡとは、ゲノムＤＮＡの中から不要な配列を除き、タンパク質をコードする配列のみに整理された遺伝情報物質であるｍＲＮＡ（メッセンジャーRNA）を鋳型にして作られたＤＮＡのこと。完全長ｃＤＮＡは、断片ｃＤＮＡと異なり、タンパク質を合成するための設計情報をすべて有しているため、タンパク質を合成することができる。この完全長ｃＤＮＡを効率的に合成するためには、非常に高い技術を必要とし、わが国が世界に先んじている。 ※２　マウスｃＤＮＡ機能アノテーション会議 機能アノテーションとは、解析対象である遺伝子について機能の注釈付けを行うこと。例えば、既知遺伝子塩基配列情報とのホモロジー（類似性）解析、遺伝子産物であるタンパク質のモチーフ（２次構造あるいはそれらの組み合わせの構造）解析、遺伝子の属性分類等の方法が用いられる。 　本会議では、海外のEMBL-EBI（European Bioinformatics Institute）、NCBI（National Center for Biotechnology Information）、TIGR（The Institute for Genomic Reserch）、The Jackson laboratory、UCB（University of Califoronia, Berkeley）、国内の国立遺伝学研究所生命情報研究センター、大阪大学、慶應義塾大学など、国内外のバイオインフォティクスおよび、ゲノム科学などの研究機関から国外３９人、国内１６人の専門家が参加し、共同解析を行った。 ※３　選択的スプライシング 　選択的スプライシングとは、１つの遺伝子から複数の種類のｍＲＮＡが合成される現象のこと（ｃＤＮＡは、ｍＲＮＡを鋳型にして作られたＤＮＡであるので、１つの遺伝子から複数の種類のｃＤＮＡが生じることがある）。 　 　 　 　 　 　 　 　 　 [Go top]