Obtaining abundant information on the expression of many genes occurring simultaneously in cells by theDNAarray analytical technology is very important in the life science research. However, the data processing method affects the result greatly. In this paper, the program named asEX-ARRAYwas prepared to verify the macro-array data, which was analyzed by ³³P labeling probe, and examined. The original data was obtained from the software Array Gauge and was processed by setting two different backgrounds. Two resulting data were exported as text files, and were input toEX-ARRAY.Processing through this program enhanced the reliability on data analysis.

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　ある化学物質を細胞に投与した際，その影響が伝播する遺伝子のパスウェイを明らかにすることは，ドラックディスカバリーにおけるターゲット選択のステップにおいて重要な役割を担う．本講演では，遺伝子発現プロフィールデータ（以下データ）を用いて化学物質を投与することで影響を受けた遺伝子のネットワークを同定するための情報科学的手法について紹介する．本目的達成のため，我々は二種類のデータを使用する：一つは，化学物質を投与し発現プロフィールの経時変化を計測した時系列データであり，他方は数百枚の一遺伝子ノックダウンデータである．これら二種類のデータを用いると次に上げる三種の情報を抽出することが可能である：(1) ダイナミックベイジアンネットワークを用い，時系列データから推定された遺伝子ネットワーク，(2) それぞれのノックダウンデータから推定されるノックダウン遺伝子の被制御遺伝子，(3) ノックダウンデータからベイジアンネットワークを用いて推定された遺伝子ネットワーク．これらの情報をベイズ統計学の枠組みで統合し，目的の化学物質の被影響遺伝子ネットワークを推定する．
我々は，fenofibrate をヒト血管内皮細胞に投与した時系列データ，およびsiRNA により一枚のにつき一つの遺伝子をノックダウンした270 枚のノックダウンライブラリを新たに構築した．これらの観測データに提案した手法を適用しヒト血管内皮細胞における fenofibrate 被影響遺伝子ネットワークを推定した．本講演では，解析の結果を紹介すると共に，トキシコジェノミックスにおけるバイオインフォマティクス的アプローチの有用性・将来性について検討する．　

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目的．ヒトゲノムプロジェクトを駆動力とするヒトゲノム解析が急速に進展している．現在，を用いることにより，ほとんど全ての遺伝子を同時かつ包括的にモニタリングすることが可能となった．癌は複数の遺伝子異常の蓄積により発生する病態であり，癌の発生・進展にかかわる多数の遺伝子を体系的に解析することは必須であり，そのツールとしてによる網羅的遺伝子発現解析が注目されて久しい．結果．本稿では肺癌解析の変遷を肺癌の悪性度・予後に注目して紹介するとともに，我々の行ってきた解析，（1）肺扁平上皮癌における階層クラスタリングとnon-negative matrix factorizationを用いた解析，（2）高悪性度内分泌性腫瘍の組織学的分類と遺伝子発現プロファイル解析，（3）同一病変内の肺腺癌のheterogeneityと転移能の解析を紹介するとともに，肺癌の転移・予後に関連する解析について述べたい．

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心血管疾患は日本人の死因第2位を占め,その病態の終末像は心不全であることから,1980年代後半より慢性心不全の新しい治療法の開発が精力的に行われた.しかしながら,現在の先端高度医療をもってしても内科的治療には限界があり,最終的には心臓移植に頼るほかないのが現状である.国立循環器病センターに登録された移植待機患者の3年生存率は50%であり,心不全の発症予防および進行予防の開発が医学的にも社会的にも急務となっている.このような現状から,新しい不全治療薬の開発が必至であり,心不全治療に対する新しいターゲットを探し出す必要がある.近年.DNAに代表される遺伝子解析法技術の急速な発展に伴い,未知遺伝子を含む種々の遺伝子発現レベルを同時に解析することが可能になっている.このDNAによる遺伝子研究は,従来は基礎的研究者を中心に行われてきたが,近年は臨床研究者が容易に遺伝子研究を行える環境が整いつつあり,数多くの臨床分野でDNAを用いた研究がなされている.本稿においては,DNAを中心とした不全心筋の遺伝子発現レベルの解析から,心不全原因遺伝子および心不全修飾遺伝子の探索の試みについて概説したい.

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　アカイエカ種群（Culex pipiens complex）の殺虫剤抵抗性機構の一つはシトクロムP450による解毒活性の増大である。P450には多様な分子種があることが知られているが、殺虫剤抵抗性に関与する分子種はほとんど特定されていない。本研究では、ネッタイイエカ抵抗性に関与するシトクロムP450分子種を選抜するために、解析を行った。は、演者らがクローニングしたP450等の遺伝子及びデータベースから収集したDNA配列を基に設計したオリゴを用いた。ネッタイイエカ抵抗性系統と感受性系統より抽出した全RNAを解析に供し、遺伝子発現の比較を行った。
　その結果、抵抗性系統ではP450の複数の分子種が過剰発現していることが示された。

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DNAはゲノム研究において広範に使用される中核技術である。しかしデータの次元が大きく、解釈・相互比較が難しい事が障害となっており、解析手法に対する注目が高まっている。今回我々は、DNAデータを解析する新規手法を開発した。新規手法を小児脳腫瘍患者組織より測定したDNAデータに適用したところ、良好な結果を得たので報告する。

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レクチン

は複雑な糖鎖構造をタンパク質から切り出すことなしに迅速，高感度に解析するための糖鎖プロファイリング技術である．サンプルは治療用細胞や抗体医薬を含む様々な生物試料が対象となる．本レビューでは，レクチンを用いた治療用細胞や抗体医薬の糖鎖解析についてご紹介する．

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OMICS(genomics, proteomics, metabolomics)technology is being applied to biological studies from prokaryote to human. In my laboratory, we are trying to combine OMICS technologies to environmental monitoring using yeast cells, medaka, rice and some kinds of animals. In this report, I would like to focus on OMICS as the tools of environmental science. For genomics studies, we use DNA microarray and this is now commercially available. DNA microarrays have enabled genome-wide analyses of cellular responses at the transcriptional level. This technology provides a great opportunity for bioassays of chemical and environmental toxicity because it can provide an overview of thousands of genes at the same time and shed light on how to investigate toxicological problems. For proteomics studies, classical two-dimensional electrophoresis and peptide sequencer or mass spectrometry were used for monitoring stress induced and modified proteins. However, protein turnover ratio especially degradation rate was slow in stressed cells and the induction levels of proteins do not always reflect the timely status of physiology. The role of proteomics must be the contribution to modified protein analysis. For metabolomics studies, NMR, LC/MS, and CE/MS are candidate for the separation and identification of metabolites. The most advanced point of metabolomics is the fact that we, human, shares metabolite with almost all organisms.
The future of OMICS technology depends how combine genomics, proteomics and metabolomics, how scientist open their results, and how we apply to organism living in the environment.

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白血病治療において薬剤耐性は克服すべき大きな問題である.今回われわれは薬剤耐性機構の解明のため法を用いて発現遺伝子の解析を行った.使用した細胞株はK562で, ドキソルビシンを培養液中に加えることによりドキソルビシン耐性細胞株を作製した.いずれの細胞株もドキソルビシンのほか, ビンクリスチンに対しても高度の交叉耐性を示した.MDR蛋白の細胞表面における発現は耐性細胞株において高発現を示した.法にて想起していなかった遺伝子の発現変化が耐性株で認められた.さらにドキソルビシンを親株に添加し, それによって変動する遺伝子群の検討も行い, 耐性株で増強をみた遺伝子発現との比較を行った.そのなかで, cyclooxygenase-1とheat shock protein 90 kDaはK562/ADM細胞, 8時間のドキソルビシン処理後のK562/P細胞で発現がK562/P細胞 (未処理) に比べて法, ノーザンプロット法にて増加していた.法は薬剤耐性の新しいメカニズムを解明するのに有用であると考えられた.

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技術（DNA、DNAチップ）は、1990年代後半に開発され、一度に数千から数万種類の遺伝子の発現状況をみることを可能にする技術であり、ゲノム機能解析のための重要なツールの1つである。
DNA技術が開発された初期は、高価でしかも再現性に欠ける等の問題も見られたが、近年の著しい技術進展により、比較的安価に再現性の良いデータが得られるようになり、公汎に利用されるようになってきている。しかしながら、1研究室で機器を整備しアレイ解析を行うには、コスト面や稼働率の問題等の課題も残されている。生物研イネゲノムリソースセンターでは、Agilent社の解析機器を導入し、国内の研究者が比較的容易に解析ができる環境整備及び解析システムの確立を行い、オープンラボとしてアレイ解析支援を実施している。イネ22Kアレイ、アラビドプシス22K＆44Kアレイ及びカイコ22Kアレイ等の解析において、2年間に約250組のサポートを実施した。本シンポジウムでは、リソースセンターで実施している解析システム及びオープンラボについて紹介する。

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プロテインキナーゼ（PK）は細胞内シグナル伝達の中心的な役割を担っており，がんを含む種々の疾病においてその異常活性化が見られるため，創薬の大きなターゲットである．したがって，細胞内PKの網羅的な解析は，創薬研究及び投薬前診断法として重要であり，キノミクスと呼ばれる．そのための手法としてペプチドが注目されている．著者らはこれまでにペプチドの問題点を克服するための手法を提案しており，蛍光法及び表面プラズモン共鳴（SPR）法を用いて定量的に細胞内PKの活性を評価することに成功した．また，同ペプチドを用いて標的PKの高反応性の基質スクリーニングに成功した．

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PCR法に替わる遺伝子組換え作物を検知するための方法として、DNAを用いてランダムプライマーにより合成された遺伝子断片を検出する方法が考えられる。そこで我々は、目的とするモデル遺伝子断片を検出するための方法として、4つのDNAのシグナル増強検出法の性能比較検討を行った。蛍光標識DNAデンドリマーを用いた場合、シグナル増強を行わないコントロールと比較して約100倍の検出感度の増大が確認された。バックグラウンドレベルもコントロールと比較して同等であった。蛍光標識DNAデンドリマーを用いた場合、遺伝子組換え作物のゲノムDNA1分子に1コピー組み込まれていると想定した組換え遺伝子をPCRのような核酸増幅法を用いることなくDNAにより検出可能であると考えられる。

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【目的】褥瘡は主として臨床的に検討されてきたが、患者の身体状態は各人でかなり異なる。また、試料の採取が困難なため、褥瘡の発生機序はよく分かっていない。そのため、ラットで褥瘡の実験モデルを開発し、持続的な圧迫によって発現が変動する遺伝子を、とリアルタイムPCRを用いて調べることを目的とした。
【方法】Wistar系雄性ラットをペントバルビタールで麻酔して仰臥位とし、下腹部を横切開して腹膜腔に幅25 mmの鉄板を水平に剣状突起まで挿入した。鉄板で支えた前腹壁に、底面が20 ×25 mmで100 mmHgの圧力に相当する重さ680 gの鉛四角柱を置いて腹壁を鉄板と重りで挟み、100 mmHgで4時間圧迫した。圧迫開始から計測して、12時間、1、3、7日後に、ラットを屠殺し、腹壁を採取した。対照として、無処置の正常ラットから同じ部位の腹壁を使用した。各試料はホモジナイズした後、total RNAを抽出し、RNAが良質であることをバイオアナライザーで確認後に解析を行った。には、Affymetrix社のGeneChip＠ Rat Genome 230 2.0 Arrayを使用した。その後、で変動が大きく増加した遺伝子の中から、炎症に関連するIL-1αやIL-1β、IL-10、TNF-αを選び、リアルタイムPCRを用いて定量的に調べた。また、上記条件で圧迫した腹壁の凍結切片を作製し、組織学的に検討した。
【結果】解析で調べた31,000個の遺伝子のうち、処置して12時間後には240個の遺伝子で、1日後には877個の遺伝子で、発現量が2倍以上に増加していた。リアルタイムPCR で調べると、IL-1α、IL-1β、IL-10とTNF-αは、どの遺伝子も12時間と1日後には増加したが、3日後から次第に減少してもとの発現レベルに落ち着いていった。12時間と1日後に皮膚の浮腫や筋の壊死が観察されたが、7日後には組織はかなり修復していた。
【考察】持続的な圧迫は褥瘡発生の主因と考えられるが、ラットを用いて厳密な実験条件で調べることができた。圧迫後、により遺伝子発現を網羅的に調査し、発現量が大きく変動する遺伝子を絞り込むことができた。その中から、炎症に関連した遺伝子を選んでリアルタイムPCRで解析したところ、の結果が確認できた。これらの遺伝子は、圧迫3、7日後には、正常と同程度の量になったことから、褥瘡発生の初期に関わっていると考えられる。
【まとめ】遺伝子発現を網羅的に調べて、褥瘡発生の初期に発現量が大きく増加する遺伝子が同定された。これらの遺伝子発現の変化を褥瘡の状態と比較しながら経時的に調べることにより、褥瘡の発生や治癒の機序解明が進むと考えられる。

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近年トキシコゲノミクス分野において、は強力な道具の一つになりつつある。しかしは未だ発展段階にあり、標準的な解析方法は確立されていないのが実状である。これら解析方法の違いは遺伝子発現プロファイリングにおいて、データーのばらつきの原因になると考えられる。この問題を解決するため多くの解析方法が提案されているが、これらの方法をトキシコゲノミクス分野に用いた場合、環境サンプルが少ないこと、実験コストが高いことなどの問題点から、実際に用いることが難しいと考えられる。本研究ではトキシコゲノミクスにおけるcDNA解析の標準化を試みるため、酵母cDNAの基礎的なデーター解析について検討した。特に実用的解析方法の確立に焦点を置き、少ない実験回数から信頼性の高いデーターを得る方法について検討を行った。その結果YPD培地で増殖した対数増殖期の酵母細胞（A660=1.0）においては相関係数が約9.0を示し、高い再現性があることを明らかにした。また誘導遺伝子を選択する場合、独立した3回の実験のうち2回以上の実験において2.0倍以上の遺伝子を選択すると、再現性の高いデーターが得られることを提案する。　キーワード：トキシコゲノミクス、酵母、cDNA、実験回数、再現性　領域区分：ゲノムワイドな実験データーの解析

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DNA micro array はゲノム研究を加速している中核技術である。しかしデータの次元が大きい為、データの解釈や相互比較が難しい事が障害である。従来、発現データは階層的クラスタリングで分類されてきたが、この方法は後から増えた情報を付け足す事が出来ない、分類時の線引きが曖昧である、という欠点を持つ。そこで今回は、カーネル主成分分析法などを用い、非線形分類法による分類を試み、一定の成功を収める事が出来たので、報告する。

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It has been known that there are individual differences in terms of effectiveness of anticancer agents for advanced skin cancers even in cases when patients had the same type of cancer. The chemosensitivity test for advanced stomach cancers has been covered by insurance since 2000 in Japan and it is now widely used in anticancer chemotherapy to determine the maximum effect with minimum side effects.
It would be possible to generalize the tests in skin cancers because of their superficial location on the skin and the facility of their repeated excision. A three-dimensional cellular growth assay using a collagen gel matrix with an MTT assay, one of the chemosensitivity tests, has been applied to four cases of advanced skin cancers (malignant clear cell adenoma, malignant eccrine poroma, squamous cell carcinoma and malignant melanoma) and to two cases of lymphoma from 1999 to 2000. The anticancer agents tested are 5-Fu, adriamycin, cisplatin, bleomycin, actinomycin D, dacarbazine, etoposide and vincristine. Furthermore, the appearance of multidrug resistance (MDR) agents, which include p-glycoprotein, MDR-related protein, lung resistance protein, glutathion-s-transferase π and topoisomerase, was studied immunohistochemically in six cases.
A chemosensitivity test is useful to determine regimens of chemotherapy. Each case showed sensitivity to some anticancer agents and some MDR agents. There is, however, no considerable relationship between drug resistance and MDR agents. [Skin Cancer (Japan) 2002; 17: 83-88]

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スギのさし木によるクローン化は、親クローンの特性を維持できる点で、長年月の育成が必要な林木では極めて有効な増殖形態である。しかし重要性にも関わらず、スギさし木発根に関するメカニズムの詳細は十分に理解されていない。そこで本研究では、スギのさし木発根メカニズムを遺伝子発現の観点から理解することを試みた。さし付け後、定期的に地下部のシュートを採取し、カルスおよび根が認められた場合には取り除いた上で、それぞれの組織からRNAを抽出した。抽出したRNAを利用し、

により時系列に沿った遺伝子発現プロファイルを構築した。さし付け後2週目と発根が認められた4または5週目間で特に発現の強さが異なる遺伝子群が認められた。本分析では、１時系列に対して１サンプルのみが供試されたこと、に未搭載の遺伝子が寄与している可能性が考えられたことから、さし付け後の発達段階や個体差を考慮した上で、１時系列あたり複数個体を対象に次世代シーケンサーの一つであるMiseqを利用して網羅的に遺伝子の取得を試みた。学会では、RNA-seqと分析の結果を併せて報告する。

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