21世紀COEプログラム・ゲノム科学の知的情報基盤・研究拠点形成

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 環境ゲノミクス [ English | Japanese ]

阿久津 達也
馬見塚 拓
加藤 博章
梅田 真郷
ケモゲノミクス 薬理ゲノミクス
金久 實
京都大学 化学研究所
バイオインフォマティクスセンター
教授
金久 實
    反応ネットワークによるゲノムとケミストリーの融合

     遺伝情報を担うDNA、RNA、タンパク質は遺伝コードとテンプレート(鋳型)に基づく複製・転写・翻訳で合成される。これに対し糖鎖、脂質、多くの二次代謝物質の構造はテンプレートに書かれているのではなく、生合成経路に書かれている。このような生合成コードは遺伝コードに比べてはるかに複雑であり、そのごく一部分が解読されているにすぎない。一方、抗生物質や生薬・薬用植物など生物が生産する化合物には、これまでの経験と知識から様々な有用性が見いだされ活用されている。多くの生物種の全ゲノム配列が決定されるに伴い、ゲノム中の遺伝子のレパートリーと生体内物質のレパートリーとの関連、さらには相互作用し得る生体外物質のレパートリーとの関連を推定できる可能性が出てきた。本研究ではこのようなゲノム空間とケミカル空間の関連(図参照)の観点から生体内化学反応と合成・分解経路に関する知識を集約し、ゲノムとケミストリーを融合したバイオインフォマティクスの新たな方法論を開発して、創薬等の応用研究に適用することを目指している。
     これまでにまず糖転移反応に関する知識を集約し、ゲノムまたはトランスクリプトーム中の糖転移酵素遺伝子群から糖鎖構造を予測する方法を開発した。つぎにカルボン酸やアミノ酸を単位として合成されるポリケチドや非リボソームペプチドについて同様の解析を行った。その他の一般的な化合物については、既知の生体内化学反応に伴う化学構造変化をRDMパターンと呼ぶ分類体系で知識ベース化して、化合物の反応経路を予測する方法を開発中である。生体外の環境物質を微生物が分解する経路の予測については十分な精度で可能となった。
    生命システム情報データベースKEGG

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