研究分野の概略

我々の研究室では次世代シーケンサ(NGS)を利用した大量のゲノムデータ(エピゲノム、遺伝子発現状態、ゲノム立体構造など)を利用し、既存知識に依存することなく全く新しい知見を得るための「データ駆動型ゲノム学」を展開します。

研究内容の紹介

ビッグデータマイニングによるゲノム動態の機序解明

次世代シーケンサ(NGS)を利用したゲノム解析により、転写・複製・立体構造制御などゲノム上のさまざまな動態を直接観測することが可能になりました。国際的プロジェクトにより個人差・がんゲノム・エピゲノムなどの大規模データベースも次々に誕生しており、まさにNGS全盛期と言えます。一方で、生産された膨大かつ多様なNGSデータを統合的に解析し、全く未知の重要な生物学的情報を得る「データ駆動型解析」のために技術開発は未だ発展途上です。

我々はこれまでChIP-seq, RNA-seq, Hi-CなどさまざまなNGSアッセイを利用し、遺伝子疾患患者やノックアウトマウスなどの細胞系を対象に、ゲノム上の制御異常を多面的かつ全ゲノムレベルで研究してきました。ツール開発にも力を入れており、これまでに多サンプルエピゲノム解析のための統合解析パイプラインを構築しています。現在は立体構造、組織内不均一性(heterogeneity)、シミュレーション技術などにも対象を広げ、多様かつ柔軟な解析を可能とする「マルチNGSオミクス・データ駆動型解析システム」の実装に取り組んでいます。

論文一覧

  1. *Nakato R, Shirahige K. Sensitive and robust assessment of ChIP-seq read distribution using a strand-shift profile. Bioinformatics, vol. 34, issue 14, 2356-2363, 2018.
  2. Nakato R, Shirahige K. Statistical Analysis and Quality Assessment of ChIP-seq Data with DROMPA. Methods in Molecular Biology, 1672, 631-643, 2018.
  3. *Nakato R, Shirahige K. Recent advances in ChIP-seq analysis: from quality management to whole-genome annotation. Brief. Bioinform., 18: 279-290, 2017.
  4. Sutani T, Sakata T, Nakato R, Masuda K, Ishibashi M, Yamashita D, Suzuki Y, Hirano T, Bando M, Shirahige K. Condensin targets and reduces unwound DNA structures associated with transcription in mitotic chromosome condensation. Nature Commun., 6: 7815, 2015.
  5. Izumi K, Nakato R, Zhang Z, Edmondson AC, Noon S, Dulik MC, Rajagopalan R, Venditti CP, Gripp K, Samanich J, Zackai EH, Deardorff MA, Clark D, Allen JL, Dorsett D, Misulovin Z, Komata M, Bando M, Kaur M, Katou Y, *Shirahige K, *Krantz ID. (2015) Germline gain-of-function mutations in AFF4 cause a developmental syndrome functionally linking the super elongation complex and cohesin. Nat Genet. 47:338-44.
  6. *Nakato R, Itoh T., *Shirahige K. DROMPA: easy-to-handle peak calling and visualization software for the computational analysis and validation of ChIP-seq data.
    Genes Cells,18(7): 589-601, 2013.
  7. *‡Deardorff MA, ‡Bando M, ‡Nakato R, ‡Watrin E, Itoh T, Minamino M, Saitoh K, Komata M, Katou Y, Clark D, Cole KE, De Baere E, Decroos C, Di Donato N, Ernst S, Francey LJ, Gyftodimou Y, Hirashima K, Hullings M, Ishikawa Y, Jaulin C, Kaur M, Kiyono T, Lombardi PM, Magnaghi-Jaulin L, Mortier GR, Nozaki N, Petersen MB, Seimiya H, Siu VM, Suzuki Y, Takagaki K, Wilde JJ, Willems PJ, Prigent C, Gillessen-Kaesbach G, Christianson DW, Kaiser FJ, Jackson LG, Hirota T, Krantz ID, Shirahige K. (2012) HDAC8 mutations in Cornelia de Lange syndrome affect the cohesin acetylation cycle. Nature. 489:313-7.
  8. Tanaka S, Nakato R, Katou Y, Shirahige K, *Araki H. Origin association of Sld3, Sld7, and Cdc45 proteins is a key step for determination of origin-firing timing.
    Current Biol., 21(24), 2055-2063, 2011.
  9. Nakato R., Gotoh O., Cgaln: fast and space-efficient whole-genome alignment, BMC Bioinformatics, Vol. 11, 224, 2010.
中戸 隆一郎 講師
Ryuichiro Nakato
博士(情報学)
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及川 栄子 技術職員
Eiko Oikawa
博士(理学)
デフォルト画像
横田 直子 技術職員
Naoko Yokota