[S] Impact of Protein Science to the Community: AMED-BINDS and beyond

[S-7] Protein Scientists Meet Genome Science: Protein Sciences in Tohoku Medical Megabank Projects

Masayuki Yamamoto, ^○Kengo Kinoshita (Tohoku Medical Megabank Organization, Tohoku Univ.)

東北大学では、AMED-BINDSのサポートを受け、創薬支援と並行して東北大学に創薬の拠点形成を進めている。並行して、大規模なゲノムコホート研究として東北メディカル・メガバンク計画を2012年より実施している。前者はタンパク質科学として、化合物ライブラリーの構築・提供や構造生物学、計算科学などのアプローチで創薬に資する研究の支援及び高度化を実施しており、後者は疫学研究とゲノム科学の融合的なプローチとして、15万人規模のコホート構築とゲノム解析を実施している。どちらも分子生物学としては同じ分野であるが、タンパク質科学とゲノム科学は近いようで考え方が大分違うように思われる。例えば、タンパク質科学は物理的な実体を持ったタンパク質を念頭に研究が行われ、アミノ酸の違いを物理的な実体を伴った違いとして考察を行うことが多い一方で、ゲノム科学では情報科学や統計科学的な手法が多く用いられ、アミノ酸変化を伴う塩基の違いでも、物理的な実体からの考察よりは、相関解析の結果に重きを置いた考察が行われている。本講演では、これらの差を意識しながら、双方のアプローチを融合するアプローチについての研究結果をいくつか紹介したい。具体的には、タンパク質科学としての創薬研究に対する東北大学の取り組みの一端として化合物ライブラリーの構築・提供と支援とそれらから得られた成果の例を紹介する。ゲノム科学としては、東北メディカル・メガバンク計画の紹介と、本計画で実施されている大規模ゲノム解析と多数のゲノムワイド関連解析（GWAS）の例として慢性閉塞性肺疾患（COPD）での解析結果で、タンパク質科学の観点から解釈を行うことによりGWAS結果が効果的に解釈を行うことができることを例証する。また、ゲノム科学とタンパク質科学の融合的なアプローチとして、血漿中のメタボロームとゲノムの関連解析とタンパク質立体構造の関係関する解析結果を示しながら、中間表現型としてのメタボロームの可能性について議論したい。さらに、東北メディカル・メガバンク計画で作成しているデータベースjMorp (Japanese Multiomics reference panel）と、その中でタンパク質科学でも利用できるデータについても紹介する。これらの研究紹介に加えて、東北大学に今年導入が行われたクライオ電子顕微鏡と東北メディカル・メガバンク計画で整備されているスーパーコンピュータシステムを核とし、将来建設される次世代放射光施設も巻き込む形での東北大学での創薬・構造生物学への挑戦としての生体高分子構造解析プラットフォームの構想についても紹介する。