メタ遺伝子像の解析によって腎臓器官形成における特異的な遷移を明らかにする

Science Signaling, 9 December 2008
Vol. 1, Issue 49, p. ra16
[DOI: 10.1126/scisignal.1163630]

Igor F. Tsigelny^1,2*† , Valentina L. Kouznetsova^3† , Derina E. Sweeney³, Wei Wu³, Kevin T. Bush³, and Sanjay K. Nigam^3,4,5,6*

¹ Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, San Diego, 9500 Gilman Drive, La Jolla, CA 92093-0505, USA.
² San Diego Supercomputer Center, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093-0505, USA.
³ Department of Medicine, School of Medicine, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093-0693, USA.
⁴ Department of Pediatrics, School of Medicine, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093-0693, USA.
⁵ Department of Cellular and Molecular Medicine, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093-0693, USA.
⁶ John and Rebecca Moores UCSD Cancer Center, School of Medicine, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093-0693, USA.
^† These authors contributed equally to this work
* To whom correspondence should be addressed. E-mail: snigam@ucsd.edu (S.K.N.) and itsigeln@ucsd.edu (I.F.T.)

要約 : 器官形成は多段階からなる過程であるが、従来の解析法では、発生的に複雑な器官の各段階を分離して遷移点を特定することや、パターン形成を調節する遺伝的経路を明らかにすることは難しかった。われわれは、腎臓発生における網羅的遺伝子発現を詳細に時系列で検討し、結果として得られたデータを、30,000個以上の遺伝子を650個のメタ遺伝子に縮約した自己組織化マップ（SOM）として示した。これらのマップをさらにクラスタリングすると、発生過程において分離可能ないくつかの段階が特定され、標準的な形態学的解析や従来のマイクロアレイクラスタリングアルゴリズムでは明らかにされないような、腎臓器官形成における安定点と遷移点が示唆された。また、発生過程での一日ごとに作成されたSOMのエントロピーを計算し、形態計測パラメータとの相関性を見出すとともに、腎臓発生段階間の遷移を統合、あるいは腎臓のマクロおよびミクロなパターン形成に寄与する可能性がある候補遺伝子の発現との相関性を明らかにした。

I. F. Tsigelny, V. L. Kouznetsova, D. E. Sweeney, W. Wu, K. T. Bush, S. K. Nigam, Analysis of Metagene Portraits Reveals Distinct Transitions During Kidney Organogenesis. Sci. Signal. 1, ra16 (2008).