ゲノム機能解析とインフォマティクスを駆使した生命システムの解明(高木 利久)

研究領域名

ゲノム機能解析とインフォマティクスを駆使した生命システムの解明

研究期間

平成16年度~平成21年度

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)

領域代表者からの報告

(1)研究領域の目的及び意義

 本領域では、「ゲノム情報から生命をシステムとして理解するための方法論と技術(情報、計測、実験)の開発およびこれらを駆使した生命システムの新たな理解」を領域の目標に掲げて研究を展開した。本領域は、ゲノム研究を基盤として、その上に生物、情報、計測の各分野を融合した新たな研究スタイルを確立し、生命のより深い理解を目指したものである。
 本領域では領域を以下の4つの研究項目に分けて研究を展開した。
  研究項目A01:ゲノム機能に関する情報の収集と統合による生命システムの再構築
  研究項目A02:高度なデータ取得技術の開発とそれを用いた生命システムの解明
  研究項目A03:モデル化とシミュレーションによる生命システムの理解
  研究項目A04:生命システム解明のための革新的な情報解析技術の開発
 これら4つの研究項目に、平成17年度は、計画研究16件、公募研究28件の合計44件、平成18年度は、計画研究18件、公募研究31件の合計49件、平成19年度は平成18年度の継続であるため、同じく、計画研究18件、公募研究31件の合計49件、平成20年度は、計画研究18件、公募研究30件の合計48件、平成21年度は、平成20年度の継続であるが、公募研究のうち継続予定であった3課題が、新たに始まった新学術領域研究の採択を受け辞退したため、計画研究18件、公募研究27件の合計45件の研究課題が設定され、活発な研究活動を展開した。
 本領域では、上記の4つの研究項目間の緊密な連携を図り、領域全体を有機的に円滑に運営し、研究を効率良く進めるために総括班を設け、活動を行った。

(2)研究成果の概要

 これまでの研究において、文献からの知識の抽出と利用に関する技術の開発、枯草菌・大腸菌の必須遺伝子と転写制御ネットワークの機能解析、初期発生や器官形成にかかわるメダカ原因遺伝子同定と機能解析、完全長cDNA解析による世界最大の酵母転写開始点データベース構築、シグナリング分子の相互作用の動態定量化技術開発、新たな蛍光蛋白質の開発、細胞内の数千種類の代謝物質の一斉分析を可能にする質量分析装置の開発、概日時計停止現象の機構解明、スパイクタイミング依存シナプス可塑性の機構解明、ゼブラフィッシュを用いた縞模様形成の細胞レベル機構解明、形態等の表現型イメージデータの処理技術開発、超高速ゲノム解読装置の活用のための大量データ処理技術開発、信頼性の高い遺伝子ネットワーク推定手法の開発、など、多くの成果が得られている。本領域では、全体で801報ほどの論文、12件の特許が出ている。さらに成果の一部はデータベースの形で公開されている。そのサイト数は89件にのぼり、世界中から日々多くのアクセスを集めている。これらの研究成果は、分野を越えた研究者間の密な情報交換によってなされたもので、森下(情報学;ドライ)と武田(発生学;ウェット)の共同研究の成果にみられるように、本特定領域を設定することによってはじめて、新しい学術分野創成の萌芽となった。すなわち、理論・計算と実験を融合した研究スタイルの創出、データ収集からデータ解析まで一貫した研究の設計と実行など、本領域はゲノム研究を基盤として、システム生物学、定量生物学、生命動態システム科学などと称される新たな生命科学に必要とされる研究スタイルや方法論の創出、技術(計測、情報)の開発および人材の育成などに大きく貢献した。

審査部会における評価結果及び所見

A (研究領域の設定目的に照らして、十分な成果があった)

 本研究領域では、ゲノム情報から生命をシステムとして理解する新たな研究分野の開拓を目指し、画像解析や質量分析を駆使した定量解析や、生命システムのモデル化・シミュレーションを始めとする生物・情報・計測が融合した新しい研究スタイルを創出した。個々の研究課題において質・量ともに申し分ない業績があがっているとともに、本研究領域内の共同研究から新しい学術分野が芽生え、プロジェクト全体として個別の研究課題を重視しながら新しい視点を常に議論する機会を作るなど、マネジメントに大きな成功を収めた点で特に高く評価できる。また、研究期間内において次世代シーケンサーや各種実験技術の著しい進歩に柔軟に対応して着実に成果をあげたことは、本研究領域の設計思想が適切であったと言える。世界中の研究者が自由に利用できるデータベースの公開や、市民を対象としたゲノムひろばの開催など、本研究領域で得られた研究成果が積極的に公表されている。また,異分野交流を通した若手研究者の育成も十分になされている。我が国における生命動態システム科学分野の創出へ向けた本研究領域の貢献は極めて大きく、領域設定時の目標を十分達成したと言える。しかし、本格的な新学術分野の形成までには更に時間が必要なことから、今後も当該領域分野への継続的な支援が行われることを強く期待する。新分野として達成すべき事項を明確にした点も含めて、本領域の貢献を高く評価する。

お問合せ先

研究振興局学術研究助成課

-- 登録:平成23年01月 --