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詳細情報

プロジェクト名 植物利用エネルギー使用合理化工業原料生産技術開発
分野 グリーンバイオ
目的

植物の物質生産プロセスをシステムとして解析してデータベースを構築し、工業原料などの有用物質を生産させる様々な実用植物の物質生産プロセスを人為的に改変するための技術基盤を構築することを目的としています。

これまでに、モデル植物としてシロイヌナズナとミヤコグサを選定し、DNAマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析や遺伝子導入による機能解析を行い、代謝経路の解明とデータベース化を進めています。また、代謝系の一連の遺伝子群を制御する調節因子の探索や、タバコを材料に葉緑体形質転換技術により基幹代謝系改変植物の作出も進めています。

モデル植物での成果を活用して、実用植物（ユーカリ、ゴム、カンゾウ、アマ等）における目的物質の生産経路の解析と遺伝子組換え系の構築などを行って、植物の物質生産機能の工業的利用への応用のための技術を開発します。（NEDOプロジェクト紹介より）
紹介

モデル植物と特定の実用植物を用い、物質生産系を解析し（cDNA取得・解析、物質生産経路・機能解析、物質生産系における調節遺伝子等の機能解析）、作成した統合データベースを活用して、目的とする工業原料を、適切な部位・時期に、適切な量を効率的に生産させる技術基盤を構築する。（中間評価報告書より）
キーワード 実用植物 | 統合データベース | 生産プロセス | 網羅的解析
開始-終了年度 2002-2009
代表者 新名 惇彦
代表者所属組織 奈良先端科学技術大学院大学
予算（百万円） 5,484
代表委託機関 バイオテクノロジー開発技術研究組合
参加機関 (財)かずさディー・エヌ・エー研究所 |(独)産業技術総合研究所|(財)地球環境産業技術研究機構|タカラバイオ(株)|東洋紡績(株)|(株)海洋バイオテクノロジー研究所|(株)植物工学研究所 |日本製紙(株)|(株)常磐植物化学研究所|日立造船(株)|ブリヂストン(株)|味の素(株)|王子製紙(株)|東北大学|大阪府立大|日本大学|京都大学|千葉大学|東京農工大|奈良先端科学技術大学院大学|大阪大学|(株)中電CTI
論文等（PubMed ID） 調査中
特許（日本、海外） 調査中

成果物 (データベース、解析ツール)

A Method for Extracting Optimal Sequence Related to Biological Activity

要約 このプログラムは、生物活性と塩基配列を関連付け、その生物活性に関連した最適塩基配 列を抽出する解析プログラムです。（オリジナルサイトから翻訳）
主な対象データ DNA-モチーフ

ATTED II

要約 ATTED IIは遺伝子機能予測に関係するシロイヌナズナの共発現遺伝子や予測cis elementsを提供するデータベースです。共発現遺伝子データソースはAtGenExpressで集められた公に使えるマイクロアレイデータ（58実験、1388スライド）です。共発現は重みつきピアソン相関関数をベースとしたMutual rank（MR）です。3月にCoeXSearch機能が付け加わりました。NEDOプロジェクトの成果が含まれています。
主な対象データ 遺伝子発現 、マイクロアレイ、パスウェイ

CoP

要約 CoPは植物の共発現する遺伝子と生物学的プロセスを統合したデータベースです。生物学的プロセスの情報は遺伝子オントロジーの側面を基礎にしています。このデータベースの配列情報はTAIRデータベースから取得されています。共発現解析は、共発現ネットワーク解析のアプローチであるConfeitoアルゴリズムを利用して実行しています。2009年3月12日にCoexProcessデータベースからリニューアルバージョンになりました。リニューアルバージョンには、シロイヌナズナ（5257、3654、1388アッセイ）と、ポプラ（95アッセイ）のDNAマイクロアレイデータセットが格納されています。このデータベースは毎月充実されていく予定です。（出典：オリジナルサイトから）
主な対象データ 遺伝子発現

DAGViz

要約 DAGVizはイロイヌナズナ遺伝子をはじめとする46の生物種のオントロジーを検索・閲覧できるデータベースです。GO termや遺伝子産物の名前からGOの検索ができます。 検索画面では、PubMedや遺伝子産物のハイパーリンクで詳細情報を得ることができます。GO termをDAG（各GO termからBiological Processなどのトップ・タームまでのGO termのパス）を表示することが可能です。各GO termを色別に表したカラーチャートで表示することができます。複数のカラーチャートを並べることで、対照実験などで観察されるGO termを容易に比較することができます。（オリジナルサイトから）
主な対象データ アノテーション GO

DPClus

要約 DPClusは主に分子生物学的機能ネットワークにおけるタンパク質相互作用が密な部分をクラスターとして抽出・表示することが出来るソフトウェアです。
主な対象データ タンパク質-機能

Dr DMASS

要約 Dr DMASSはマススペクトルデータを多変量解析で効果的に分析するために開発されており（i）ピーク補正、（ⅱ）多変量データの処理、および（iii）多変量解析の３つのステップから構成されています。ピーク補正過程では、internal mass calibrants（IMCs）による実験的な値と期待値間の関係に基づいた実験的なm/z値を選び出します。このソフトウェアとイントロダクションマニュアルはこのサイトで自由に利用可能です。このソフトウェアを使うためにはユーザーのコンピュータにJavaのJ2SDK 1.4.2がインストールされている必要があります。（出典：オリジナルサイトより）
主な対象データ マススペクトル

Dr DMASS+

要約 Dr DMASS+はマススペクトルデータを多変量解析で効果的に分析するために開発されており（i）ピーク補正、（ii）多変量データの処理、および（iii）教師なし学習　(iv)教師あり学習の４つのステップから構成されています（出典：オリジナルサイトより）。 Dr DMASS( http://medals.jp/list/detail/116 )に（iii）（iv）を加えた後継のツールです。
主な対象データ マススペクトル

FragmentAlign

要約 GC-MS分析による検出ピークを、溶出時間およびピークのMSフラグメントパターンの類似性を用いてアラインメントし、その結果をGUIで編集できるJavaソフトウェア。数十件のNIST形式およびMassBaseのMSTフォーマットのデータファイルを読み込んでアライメント処理することができる。編集機能としてはピークグループへのピークの追加と削除、ピークグループの追加と削除、ピークやピークグループのマージ、などが可能である。MSフラグメントのデータライブラリーに対して検索することで、ピークの化合物名の同定や推定（アノテーション）を行うことができる。データライブラリーはユーザが個別に追加、編集することができる。処理結果はタブテキスト形式で出力され、Excel等で開いて比較および統計的解析処理を行うことができる。旧バージョン（Metabolometrisc）もダウンロード可能である。
主な対象データ 代謝産物 、マススペクトル

FuLoJa

要約 ミヤコグサの完全長cDNAの配列情報を、InterProで解析したデータを集積したデータベース
主な対象データ DNA-モチーフ

KAGIANA

要約 開発したKAGIANAは、ユーザーが選択したデータベースから得たサマリー情報を収集できたり、それら興味のあるデータベースにある遺伝子のページへアクセスできたりします。KAGIANAはMirosoft社のExcelをベースとしており、遺伝子発現解析の為の様々なマクロプログラムを提供しています。植物学のオミックス情報を利用する植物研究者の役に立つでしょう。KAGIANAは以下から無料で利用する事ができますhttp://pmnedo.kazusa.or.jp/kagiana/（オリジナルサイトから）。
主な対象データ 遺伝子発現

KATANA

要約 シロイヌナズナのゲノム情報を様々な公共データベースから取得することができます。多くのデータベース間での変化は、同じ遺伝子を別の注釈を付けることができます。命名規則を鑑み、我々はWebベースのツールKATANA（かずさシロイヌナズナアノテーション抄録; http://www.kazusa.or.jp/katana/）を開発し、ユーザーがシロイヌナズナのゲノム情報に関連する公共のデータベースに1つのサイトからの検索できるように誘導します。（出典：論文より）このツールには、遺伝子とタンパク質、遺伝子ファミリー、遺伝子オントロジー（GO）ターム、Massively Parallel Signature Sequencing法（MPSS）の実験から得られた代謝経路や遺伝子発現データの情報とアノテーションが含まれます。このツール内のエントリにはそれらのデータベースへのハイパーリンクがあり、元のサイトにアクセスすることで詳細化できます。代謝経路とGOタームの高度な検索も行うことができます。（出典：オリジナルペーパーより）
主な対象データ 遺伝子発現 、代謝経路、GO

KNApSAcK

要約 植物において約10万種以上が同定されているといわれている二次代謝産物の構造は多様性に富んでおり、科や属といった特定の生物分類において存在が確認されていることからも、代謝産物の多様性は生物の進化が反映されたものと考えられています。このことから、代謝産物とそれが同定された生物に関するデータは、生物、化学進化や代謝経路の推定、有用物質を合成する生物の探索等の研究に有用な情報を与えると考えられます。そこで、生物種と代謝産物の関係を体系化することを目的に、二次代謝産物データベースシステム KNApSAcKを開発し、無償で公開しています。 KNApSAcKは分子式、分子量、生物種名や実験によって得られたマススペクトル解析結果からの化合物検索や、生物系統からの情報検索等がおこなえます。（出典：オリジナルサイトより）
主な対象データ 代謝産物 マススペクトル

KNApSAck Family

要約 生物種-代謝物データベースのKNApSAcKをコアシステムとした統合型データベースです。遺伝子アノテーションではArabidopsis、Bacillus、Humanが公開されている。また、タンパク質の金属イオン結合部位のデータベースMetalMineやジャムデータベースや漢方薬のデータベースとも連携している。更に、世界119カ国から7356の植物種データが格納されている。これらのデータは出版されている科学論文から集めているものです。NEDOプロジェクトの成果が一部含まれています。
主な対象データ 代謝産物

KOMICS

要約 KOMICS（Kazusa OMICS）は、代謝物を含むシステムバイオロジーやマルチオミックス解析に強く興味を持つ研究者により開発、運用されいます。 KOMICSではLC-FT-ICR-MS法（液体クロマトグラム-フーリエ変換-イオンサイクロトン質量分析）で検出された代謝物のピークのアノテーション（精密質量に基づく組成式や化合物名候補など）を主に格納しています。現在はトマトで検出された代謝物を利用できます。（出典：オリジナルサイトより）
主な対象データ 代謝産物 、マススペクトル

KaPPA-View

要約 KaPPA-Viewは,植物から得られた各オミクスデータを植物の代謝経路マップ上で統合表示することが可能なウェブベースの解析ツールである。このような表示を行うことにより,供試した実験における代謝変動の様相を視覚的にとらえることができ,代謝経路上での遺伝子の機能を推定することが可能となる。(出典：CiNii http://ci.nii.ac.jp/naid/110004822705/) 2010年1月に公開されたKaPPA-View4では、 全面的なシステムの見直しを行い、以前のバージョンと比較して劇的な処理速度の向上が図られている。 また、WindowsだけでなくMac OS Xにも完全に対応し、全ての機能を利用できるようになった。 更に、ユーザーが独自に作成した代謝マップを利用することができます。 システム開発者向けには、データベースやアプリケーションなど外部システムから直接データを表示させるための機能も提供している。（出典：オリジナルサイトより http://kpv.kazusa.or.jp/kpv4/information/overview_jp.html ）
主な対象データ 代謝産物 　遺伝子発現

KaPPA-View4 KEGG

要約 KaPPA-View4は,代謝制御を深く理解したり、公共で利用できる各オミクスデータから仮説を立てる事に焦点を当てた代謝経路データベースです。KaPPA-View4 KEGGはKaPPA-View4バージョンの一つであり、KEGGの経路マップデータを格納している。また、このデータには動物、植物、微生物の情報が含まれている。 KEGG BRITEの「Genes and Proteins」から生成した遺伝子ファミリーマップも利用できます。（出典：オリジナルサイトより http://kpv.kazusa.or.jp/kpv4-kegg/）
主な対象データ 代謝産物 パスウェイ

MassBase

要約 メタボロミクスの概念は、この数年間で、システムバイオロジーの新たなオミックス層として出現している。しかし、バイオインフォマティクス研究のために公に利用できる大量のデータはまだ観測されていません。MassBaseは大量のmass spectrum tags（MST）のアーカイブであり、そこには主に植物から得た生物学的なサンプルとピークアノテーションのための標準化学試薬で現れた既知・未知両方のピークが含まれている。データベースの目的はメタボロミクスの巨大なデータセットを使用するバイオインフォマティクス研究を強化することです。GC-TOF-MSを用いた5100MSTおよびUPLC-TOF-MSを用いた170MST由来の1700000を超えるピークは、バイナリ形式の生データファイルと共にテキスト形式ファイルとしてアーカイブされている。バイナリ形式の生データスキャンに含まれるテキスト形式のmassシグナルリスト（Scanned mass spectra（SMS））もアーカイブしている。計算機によるピーク判断の検証や品質改善の研究に寄与するでしょう。全てのデータはこのサイトから無料でダウンロードできます。データセットを拡張するためにCE-MSといった別タイプのmassを近い将来計画している。MassBaseはNEDOプロジェクトのサポートにより、かずさDNA研究所で開発しました。（オリジナルサイトから）
主な対象データ 代謝産物

RnR

要約 RnRはT87培養細胞における遺伝子転写や蓄積する代謝産物の予測データベースです。 このデータベースは214のDNAマイクロアレイと222のGC-MS、202のUPLC-MSアッセイをベースにしています。（オリジナルサイトから）
主な対象データ 代謝産物

SokanProject

要約 数値の行列データファイルから、パラメータを設定してPearson積率相関係数を総当たりで計算してテキストファイルに出力するJavaソフトウェアです。複数のマイクロアレイデータやノンターゲットメタボローム解析データなどの大規模な行列データセットから、遺伝子間の共発現性相関または代謝物ピーク間の共蓄積性相関などを計算することができます。得られた出力ファイルは、他のプログラムやスクリプトを用いることで、特定の遺伝子や代謝物と関係ある遺伝子または代謝物候補をスクリーニングしたり、遺伝子または代謝物の相関ネットワーク解析を行ったりするために使うことができます。また、スモールスケールの実験結果であっても同様にプログラムを適用できます。
主な対象データ 遺伝子発現

SpiceHIT

要約 CE-MSによるSIM分析データから、化合物ピークを迅速に同定するためのJavaソフトウェア。CSVテキストファイルを読み込んで、ピーク幅やピーク強度の閾値、スムージング機能などを用いてピーク抽出を行うことができる。あらかじめ用意した定義ファイルに基づいて、ピークの化合物名のアノテーションを自動で行うことができる。また、定義ファイルにはない溶出時間の異なる未知ピークに関しても一括してデータを収集することができ、GUIの画面でそれらのアノテーションをつけることもできる。同定したピークについて、質量値ごとにシートに分かれたExcel形式のレポートファイルを出力できる。同じ質量値の未知ピークを統一的に扱うことで、大規模なメタボローム解析用のデータセットを作成することができる。
主な対象データ 代謝産物

THE MICROARRAY ANALYSIS SYSTEM - TREBAX -

要約 マイクロアレイ解析システム、TRBAXは主にスポット型アレイ法(cDNA マイクロアレイ法)により得られたデータをもとに、遺伝子の発現プロフィイルと分子生物学的機能、さらにはDNA 塩基配列とを効率的に対応づけることを可能としたデータ解析システムです。 さらに、TREBAXはデータのフォーマットを合わせれば、スポット型アレイ法(cDNA マイクロアレイ法)以外のデータにも適用可能です。 （http://kanaya.naist.jp/Web/software/trebax/manual/Jmanual.pdf より引用）
主な対象データ 遺伝子発現 マイクロアレイデータ

ミヤコグサEST・完全長配列

要約 マメ科のモデル植物であるミヤコグサ（Lotus. japonicus）の、98838のEST配列と3488の完全長cDNA配列を蓄積したデータベース。DDBJから公開済みのデータおよび非公開データをともにダウンロードすることができる。尚、完全長cDNA配列は現在公開準備中である。
主な対象データ DNA-配列

関連プロジェクト

なし