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MiRaGEサーバを用いた老化関連m iRNAの
標的遺伝子の発現制御予測

          中央大学
          理工学研究所/理工学部
          研究員/教授
          田口 善弘
m iRNAとは?
タンパクをコードし
ないnon-coding
RNAの一種

種ごとに数千m iRNA
が発見されている
seed m atchで対象
遺伝子のm RNAを分
解・翻訳阻害して遺伝
子の発現を微調整する

過半数のm RNAが
m iRNAの発現制御下
にある。
m iRNAが関係する事例

・細胞分化
・ガン化
・疾患(慢性病)
⇒ 細胞の状態が変化するような場合に影響がある。




個々の事例に実際に関与しているm iRNAの特定が困
難
 DRY:seed m atchで標的遺伝子を推定
  ⇒ 数百以上。数が多すぎて絞りきれず。

 WET:発現が大きく変化しているm iRNAを特定
  ⇒ これも数十以上。数が多すぎる。
提案手法
          Com puter
            予測

 m iRNA               m RNA

                              発現変化




            逆推定
実装
1




予測サーバ http://www.granular.com /MiRaGE/
成果公表実績
・田口善弘 実験医学2012年5月号「クローズアップ
実験法」
・M. Yoshizawa, Y-h. Taguchi and J. Yasuda, Inference of
Gene Regulation via m iRNAs During ES Cell Differentiation
Using MiRaGE Method, Int. J. Mol. S 2011, 12(12), pp.
                                   ci.
実装2

Bioconductor.org (投稿中)

統計言語Rによる世界最大の
発現解析ツールの公共リポジトリ
          ≧500ア
プリ method will be a useful
 “The
addition to the existing gene
expression analysis tools.”
previewer's comment
実績
・m iRNAトランスフェクション実
験(Lung cancer cell line, in vitro)
Y-h Taguchi, Jun Yasuda, 2010, Inference of Gene Expressio
Regulation via m icroRNA Transfection, ICIC2010, Proceeding
Springer, LNCS 6215, pp.672-9.

Y-h Taguchi, Jun Yasuda, 2012, MiRaGE: Inference of
Gene Expression Regulation via MicroRNA T ransfection II,
ICIC2011, Proceedings, Springer, LNBI 6840,pp.129-35.

・ES Cellの神経細胞への分化
・髄芽腫形成
老化関連m iRNAへの応用
Nature Japan » naturejapanjobs » 特集記事 »
大腸がんの細胞増殖を抑制するm iRNAを発見
特集記事:大腸がんの細胞増殖を抑制する
m iRNAを発見 他にも重要な
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m iR-34aを導入した大腸がん細胞では、細胞
            あるはず
の増殖が止まって肥大し、老化様に変化す
る。

2007年11月22日
対象:細胞老
化

  分
  裂

         分   停分
         裂   止裂
先行研究: Faraonio et al 2011
細胞老化と共に発現が上昇するm iRNA
 m iR-486-5p, m iR-210,m iR-30e-5p,
 m iR-376a*,m iR-126*,m R-494,m iR-654,
 m iR-542-5p,m iR-23b,m iR-134,
 m iR-369-3p,m iR-656,m iR-485-5p
 ⇒tum or suppressor(腫瘍抑制因子)
細胞老化と共に発現が下降するm iRNA
 m iR-20a,m iR-155,m iR-17-5p,
 m iR-199b-5p,m iR-15b,m iR-92
 m iR-296-5p,m iR-19b,m iR-93,m iR-106b
 ⇒oncogene(がん遺伝子)
細胞老化で発現が低下するm iRNAを人工的に発現抑止するこ
 とで細胞老化が発生する (Wang et al 2011)
  ⇒ 細胞老化で発現するm iRNAだけでなく、発現低下する
    m iRNAも「積極的に」細胞老化を促進している




 Dhahbi et al 2011, 細胞老化で発現減少/上昇するm iRNAを
 次世代シーケンシングという最新技術で測定
 ⇒ 有意に上昇 : 141 m iRNA !
     有意に下降 : 131 m iRNA !

 本当にこんなに多数のm iRNAが細胞老化に貢献しているの
か? (多分、NO。次世代シーケンスの精度が良すぎるので
 上がり下がりの検出力が上がっていままで見逃されていたも
のが
提案手法を応用して標的を有意に抑制しているm iRNA
 という条件を付加して絞り込んだ
  ⇒ 下降:  9 m iRNA
    上昇: 33 m iRNA

  ⇒ 大幅な候補の削減に成功した。

結果の確からしさの根拠

・既報で上がり下がりが報告されているものが多く上がって
いる
 ⇒ やはり、次世代シーケンシングは精度上がりすぎ?

・2つの異なったCell line (IMR90,MRC5)で有意(P < 10 -10)に
共通のm iRNAが選択された。

・標的m RNAの発現変化とm iRNAの発現変化が有意に(P < 10 -
当該成果の公表実績

Y-h Taguchi
Inference of target gene regulation via m iRNAs
during cell senescence by MiRaGE S erver, (2012)
IPS S T
   J IG echnical Report,2012-BIO-28:3,PP.1-6

Y-h. Taguchi
Inference of target gene regulation via m iRNAs
during cell senescence by using the MiRaGE server,
(2012) Com m unications in Com puter and
Inform ation S  cience (*), in press and was
subselected into BMC Bioinform atics.

(*) Proceedings of ICIC2012(論文採択率31%)
結論


m iRNAは様々な疾患の原因因子、バイオマーカー、
治療薬として注目を集めているが、種類数が多く、
また標的遺伝子の数も多く、伝統的な発現変化だけ
からスクリーニングをするのには困難があった。提
案手法では、発現変化だけでは絞り込めないm iRNA
を大きく絞り込むことに成功した。

wetでの追試を含む共同研究先を募集。

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