研究領域名：ゲノム情報科学の新展開

1．研究領域名：

ゲノム情報科学の新展開

2．研究期間：

平成12年度～平成16年度

3．領域代表者：

高木　利久（東京大学大学院新領域創成科学研究科・教授）

4．領域代表者からの報告

（1）研究領域の目的及び意義

　ゲノム情報科学は、もともとゲノム計画から生み出される膨大なゲノム情報を計算機で効率よく処理するためのデータベースやソフトウェアツールを開発する必要性から生まれた研究分野であるが、近年では扱う対象も、従来のゲノム配列データやタンパク質立体構造データから、遺伝子発現データ、分子間相互作用データ、SNPデータなどにまで急速に多様化してきている。また、ゲノムや生命に内在する情報的・数理的構造を捉える際の理論的側面での役割も大きくなってきている。これらのことより、研究支援の道具としても理論的基盤としても、ゲノム研究にとってゲノム情報科学はいまやなくてはならない存在になってきた。
　このゲノム情報科学をさらに発展させるために、本領域では、平成12年度から14年度まで以下の研究課テーマに取り組んできた。
A.高度データベースの構築と高次生物知識の体系化
B.ゲノムデータベースからの知識発見
C.タンパク質高次構造に基づくゲノム情報科学
D.遺伝子ネットワークのモデル化とシミュレーション
　平成15年度からは、ゲノム情報科学を取り巻く急激な研究状況の変化に対応して、未だ情報解析技術が確立していない以下の2つのテーマに焦点を絞って取り組んできた
E.生命を構成する部品間の相互作用の予測に向けた情報技術と理論研究
F.パスウェイ・ネットワークの意味付けとシミュレーションに関する研究
　また、これらの研究と並行して、この分野の人材育成にも努めてきた。

（2）研究成果の概要

　上記の研究テーマに対して、毎年45から50程度の具体的な研究課題（うち計画研究は13課題）を設定し、研究に取り組んできた。その結果、文献からの知識抽出技術の開発とそれを応用した相互作用データベースや機能用語辞書の構築、高速高精度ホールゲノムショットガンアセンブラの開発とメダカゲノム配列決定などへの応用、全ゲノム立体構造データベースの構築と公開、遺伝子ネットワーク推定手法の開発、遺伝子発現データのクラスタリング手法の開発、遺伝子阻害による表現型解析のためのRNA配列設計法の開発、シナプス可塑性などにかかわるシグナル伝達のシミュレーション、などに関して多くの成果を得ることができた。
　これらをまとめると、領域全体で、5年間で約500報の論文が出ている。また、33件の特許が出願されている。さらに、研究の成果の一部はデータベースや解析ソフトウェアの形でインターネットを通じて公開されている。そのサイト数は約80にのぼり、ゲノムブラウザやsiRNA配列設計などのいくつかのサイトは世界中から日々多くのアクセスがある。
　また、本領域のもう一つの目的であったバイオインフォマティクスの人材養成に関しても所期の目標を達成することが出来た。これにより、実験系との多くの共同研究を実現することができ、多くの成果を得た。

5．審査部会における所見

A（期待どおり研究が進展した）
　当該領域は、生物情報科学に携わる人材の育成、技術開発などを主眼として推移し、パスウェイ解析など新しい分野を切り拓いた点で大いに評価され、加えて実験系と情報系の融合を目指す活発な展開を試みたことも注目に値する。特に、本領域が組織された時期は、ゲノム、トランスクリプトーム、タンパク質構造などの生物情報が爆発的に産出されるようになった時期に一致する。そのような多量の情報は、従来個々に活動する傾向にあった生物物理の専門家やシステム工学の専門家が連携して取り組むべき格好の素材を提供した。この意味でも本領域は適時的に組織され、異分野連携の場として機能を果たしたと言えよう。そして、個々の研究テーマについての着実な成果も目覚しい。ゲノム情報の分野の進展は、種々の解析ソフトウエアやデータベースという資産を残し、またシステム生物学的計算理論アプローチは、我が国のこの研究分野を先導することに成功した。以上、本領域の果たした期待通りの貢献を評価すると共に、当該研究分野の総体としての発展に期待する。