Transcript DNA - 京都大学
遺伝子型と表現型 ポストゲノム解析データを 遺伝子の側から眺める 平成22年3月1日 京都大学大学院 医学研究科附属ゲノム医学センター 統計遺伝学分野 山田 亮 • 形質・表現型 • 遺伝子型 • データに訊くこと、データが教えること 形質・表現型 私と小鳥と鈴と 金子みすず [1903-1929] 私が両手をひろげても、 お空はちっとも飛べないが、 飛べる小鳥は私のやうに、 地面（じべた）を速くは走れない。 私がからだをゆすっても、 きれいな音は出ないけど、 あの鳴る鈴は私のやうに、 たくさんな唄は知らないよ。 鈴と、小鳥と、それから私、 みんなちがって、みんないい。 太陽 おけら てのひら みみにみみず あめんぼ 私が両手をひろげても、 お空はちっとも飛べないが、 飛べる小鳥は私のやうに、 地面（じべた）を速くは走れない。 私がからだをゆすっても、 きれいな音は出ないけど、 あの鳴る鈴は私のやうに、 たくさんな唄は知らないよ。 みつばち 鈴と、小鳥と、それから私、 みんなちがって、みんないい。 かえる とんぼ 瓜二つ 瓜の蔓に茄子はならぬ 鳶が鷹を生む カエルの子はカエル 形質 生物の特徴 形質の分類 味覚 聴覚 嗅覚 視覚 触覚 形質の分類 味覚 聴覚 嗅覚 視覚 触覚 形質の分類 物理 測ります 単位と値 数学 概念 化学 変化 形質の分類 形態・解剖学 生理・機能学 たくさんがあるからわかった感じが する・・・遺伝子も・・・ 薬理・分子生物学 形質の分類 個体固有の特性 個体の反応性 味覚 聴覚 視覚 嗅覚 触覚 味覚 物理 聴覚 数学 化学 視覚 嗅覚 触覚 形態・解剖学 味覚 物理 聴覚 数学 生理・機能学 化学 視覚 嗅覚 触覚 薬理・分子生物学 形態・解剖学 味覚 物理 個体固有の特性 聴覚 数学 個体の反応性 生理・機能学 化学 視覚 嗅覚 触覚 薬理・分子生物学 似ている …ってだれと？ 似ている …ってだれより？ 似ている 犬は向日葵よりカメ に似ている･･･？ 区別ができます…尺度は何？ 区別ができます…尺度は何？ 区別ができます…尺度は何？ 幸福な家庭は皆同じ ように似ているが、不 幸な家庭はそれぞれ にその不幸の様を異 にしているものだ。 幸福な家庭は皆同じ ように似ているが、不 幸な家庭はそれぞれ にその不幸の様を異 にしているものだ。 病気 病気 いくつの「極端」が？ 「極端」同士に遠近関係・・・ いくつもの遺伝子 いくつもの形質 病気 病気 安定状態は観察可能 病的状態も安定状態のひとつ 変化を決めるものにも注意 遺伝子型 トライ＆エラー型探索 モジホコリ(粘菌) 探索空間 DNA配列は化学的配列空間 を占める 4種類の塩基 A T G C 生物学的可能空間 とても狭い でも、広い 探索中 30億塩基対 多型性箇所～１千万？ 210,000,000>>>>>65億人 中央か辺縁か • 許されているＤＮＡ配列として辺縁 • うまく行っているという意味で中央 • 個体がたくさんいるという意味で中央 • 中央の統計 • 辺縁の統計 • 辺縁を数値化 ヒトゲノムサイズ 1 10 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 Sub-microscopic variants Microscopic variants Structural variants SNP 置換型多型 ♂♀ 挿入欠失型 CNV リピート型 向きの多型(逆位) 位置の多型(転座) 遺伝子型と表現型 Central Dogma and DNA Variations and their functionality ＤＮＡ Transcription mRNA Translation Peptide Post-translational peptide modifications Molecules 決定的単一遺伝子病 ＤＮＡ ｍＲＮＡ１ Ｐｅｐｔｉｄｅ１ Ｍｏｌｅｃｕｌｅ１ Disease phenotype １対１対応 Nondisease phenotype Association study with DNA-markers Susceptible Non-susceptible DNA塩基配列 バリアント DNA配列 エピゲノム修飾 ? 次世代 eQTL シークエンス ネットワーク ? ? ? (転写物・翻訳物) ? GWAS ? E1 D1aD1D1b E2 E3 D2b D2a D2 D2c E4 D3 疾患に共通 する因子 E5 D4 D5 疾患とその 亜分類 ＤＮＡ・ゲノム(不変部分) 遺伝子型 表現型 DNA・染色体の修飾など可変部分 RNA・ トランスクリプトーム タンパク質・プロテオーム 形質・フェノーム 5 6 4 7 3 データ 8 2 1 興味のある尺度について調べる 尺度は相互に関連がある 関連解析 モデル推定 1 2 8 3 4 7 6 5 データ 1 2 3 4 5 6 7 8 データを効率よく説明する尺度を取り 出す 取り出した尺度の意味を考える この形質の違いを決める遺伝因子は？ この形質の違いを決める遺伝因子は？ 遺伝子型のたくさんの違いで大きく違う 遺伝子型の少しの違いで少なく違う… 遺伝子型のたくさんの違いで少なく違う？ • 状態と状態変化をターゲットに • 「ありきたりな中央」を標的にできるか – よく条件付けされた辺縁･･･ • 遺伝子型 対 表現型ネットワーク • 尺度から入るか、データから尺度を引き出すか 謝辞