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Journal Papers

Reprint PDFs are available upon request. Asterisks indicate equal contributions. Each entry is followed by short introduction in Japanese.
A more concise publication list without Japanese introductions is here.


61.
Yukuto Sato, Masaki Miya, Tsukasa Fukunaga, Tetsuya Sado, and Wataru Iwasaki.
MitoFish and MiFish pipeline: a mitochondrial genome database of fish with an analysis pipeline for environmental DNA metabarcoding.
Molecular Biology and Evolution, 35, 1553–1555. (2018)

  • DOI: 10.1093/molbev/msy074 / PubMed: 29668970
  • MiFish Pipeline Website
  • 私たちが開発・運用している魚類ミトコンドリアゲノムデータベースMitoFishおよびアノテーションプログラムMitoAnnotatorは、年間40,000件以上のアクセスがあるなど、魚類の進化や生態に興味を持つ世界中の研究者によって活用されています。本論文では、その機能アップデートに加えて、MiFishプライマーなどを用いた環境DNA解析を行う研究者にとって有用な魚類環境DNA解析パイプライン「MiFish Pipeline」の開発について報告しています。

60.
Masayuki Ushio, Koichi Murata, Tetsuya Sado, Isao Nishiumi, Masamichi Takeshita, Wataru Iwasaki, and Masaki Miya.
Demonstration of the potential of environmental DNA as a tool for the detection of avian species.
Scientific Reports, 8, 4493. (2018)

  • DOI: 10.1038/s41598-018-22817-5 / PubMed: 29540790
  • 私たちはこれまでの研究で、環境DNAを解析するためのユニバーサルプライマーとして、魚類を対象としたMiFish(Miya et al., 2015)および哺乳類を対象としたMiMammal(Ushio et al., 2017)を開発してきました。今回の研究では、新たに鳥類を対象とした「MiBird」を開発し、その実証およびインシリコでの評価を行いました。鳥類の多様性研究、種間相互作用解析、渡り鳥の移動パターンの解析などへの活用が期待されます。

59.
Daniel K. Olson, Susumu Yoshizawa, Dominique Boeuf, Wataru Iwasaki, and Edward F. DeLong.
Proteorhodopsin variability and distribution in the North Pacific Subtropical Gyre.
The ISME Journal, 12, 1047–1060. (2018)

  • DOI: 10.1038/s41396-018-0074-4 / PubMed: 29476140
  • プロテオロドプシンは海洋に分布する多くの細菌が持つ光駆動プロトンポンプであり、環境中には膨大なプロテオロドプシン遺伝子が存在していると考えられますが、その配列多様性や系統的分布・空間分布との関連はまだ十分に解明されていません。本研究では、ハワイ・オアフ島の北に位置する観測点Station ALOHAにおいて、表層から水深1000mまでのメタゲノム解析を1年半にわたって行いました。これにより、これまで知られていなかった新しいタイプのものを含めた1,510のプロテオロドプシン遺伝子の配列多様性を明らかにするとともに、系統的分布・空間分布との関連について解析しました。

58.
Tazro Ohta, Takeshi Kawashima, Natsuko O. Shinozaki, Akito Dobashi, Satoshi Hiraoka, Tatsuhiko Hoshino, Keiichi Kanno, Takafumi Kataoka, Shuichi Kawashima, Motomu Matsui, Wataru Nemoto, Suguru Nishijima, Natsuki Suganuma, Haruo Suzuki, Y-h. Taguchi, Yoichi Takenaka, Yosuke Tanigawa, Momoka Tsuneyoshi, Kazutoshi Yoshitake, Yukuto Sato, Riu Yamashita, Kazuharu Arakawa, and Wataru Iwasaki.
Collaborative environmental DNA sampling from petal surfaces of flowering cherry Cerasus × yedoensis ‘Somei-yoshino’ across the Japanese archipelago.
Journal of Plant Research, published online. (2018)

  • DOI: 10.1007/s10265-018-1017-x / PubMed: 29460198
  • Introductory Article: NIG (in Japanese)
  • 全国からソメイヨシノの花びら表面のスワブサンプルを集めてAmplicon-Seq解析を行ったNGS現場の会第四回研究会(2015年開催)の企画、"Ohanami Project"の報告論文です。本プロジェクトでは、日本全国で同時期に開花するソメイヨシノ(Cerasus × yedoensis ‘Somei-yoshino’)の花びら表面からのサンプリングを可能にするため、全国の研究会参加者によるクラウドソーシングという研究アプローチが用いられました。ソメイヨシノの自生しない沖縄県を除く全都道府県から594ものサンプルが集まり、解析を行った結果、特に、開花直後の桜の花びらに様々な植物由来のDNAが存在していることが明らかになりました。

57.
Yohei Kumagai, Susumu Yoshizawa, Yu Nakajima, Mai Watanabe, Tsukasa Fukunaga, Yoshitoshi Ogura, Tetsuya Hayashi, Kenshiro Oshima, Masahira Hattori, Masahiko Ikeuchi, Kazuhiro Kogure, Edward F. DeLong, and Wataru Iwasaki.
Solar-panel and parasol strategies shape the proteorhodopsin distribution pattern in marine Flavobacteriia.
The ISME Journal, 12, 1329-1343. (2018)

  • DOI: 10.1038/s41396-018-0058-4 / PubMed: 29410487
  • Press Release: AORI of UTokyo (in Japanese) / Grad Sch Sci of UTokyo (in Japanese)
  • 海洋表層に生息する細菌の約半数が持つ「プロテオロドプシン」は、光からエネルギーを受け取る光受容体として、細菌の海洋表層への適応に大きく貢献していると考えられています。しかしそれならば、そもそもなぜ、そのように重要なプロテオロドプシンを持つ海洋細菌と持たない海洋細菌がいるのでしょうか?本研究では大規模比較ゲノム解析により、プロテオロドプシンを持たない細菌は、光エネルギーを利用する「ソーラーパネル型」ではなく色素で光を遮る「パラソル型」の適応戦略をとっていることを示しました。すなわち、太陽からの莫大な光エネルギーにさらされる海洋表層の細菌は、単にその恩恵を受けるだけではなく、「光を利用するか、光を避けるか」という“究極の選択”を迫られていることになります。

56.
Md. Nurul Haider, Masahiko Nishimura, Minoru Ijichi, Ching-chia Yang, Wataru Iwasaki, and Kazuhiro Kogure.
Habitability analyses of aquatic bacteria.
Journal of Oceanography, 74, 197–207. (2018)

  • DOI: 10.1007/s10872-017-0449-6
  • 私たちが開発してきた環境横断的微生物叢メタ解析データベースMetaMetaDB(Yang and Iwasaki, 2014)は、アンプリコンシーケンス解析などによって得られる微生物叢データから、一般的に行われている系統組成解析の代わりに、より直感的な生態学的解釈につながる「微生物由来環境組成解析」を可能にします。本研究では、水圏微生物叢データへの適用により、MetaMetaDB解析の微生物生態学研究における有用性を確認しました。

55.
Masako Takashima*, Sira Sriswasdi*, Ri-ichiroh Manabe, Moriya Ohkuma, Takashi Sugita, and Wataru Iwasaki.
A Trichosporonales genome tree based on 27 haploid and three evolutionarily.
Yeast, 35, 99-111. (2017)

  • DOI: 10.1002/yea.3284 / PubMed: 29027707
  • 本研究では、担子菌進化の「バックボーン系統樹」を決定するために、25種のTrichosporonales目の真菌種のゲノム解析を行いました。また、Cutaneotrichosporon mucoidesがハイブリッドゲノムを持つことを新たに確認し、その解析を行いました。本研究のデータは担子菌の進化を解明する上で、また、異質多倍数体ゲノムの進化メカニズムを探る上で、基盤となるものです。

54.
Marty Kwok Shing Wong, Takehiro Tsukada, Nobuhiro Ogawa, Supriya Pipil, Haruka Ozaki, Yutaka Suzuki, Wataru Iwasaki, and Yoshio Takei.
A sodium binding system alleviates acute salt stress during seawater acclimation in eels.
Zoological Letters, 3, 22. (2017)

  • DOI: 10.1186/s40851-017-0081-8 / PubMed: 29255617
  • 淡水と海水は浸透圧が大きく異なりますが、ウナギなどある種の魚類は、両者を行き来しても体内の浸透圧を一定に保つことができます。淡水から海水への移行後、長期的に浸透圧を調節する仕組みについてはこれまでの研究で明らかになりつつありましたが、移行の直後にも浸透圧を保つことを可能にしている分子メカニズムは不明でした。本研究では、粘液中の何らかのナトリウム結合性の分子によってその調整が行われることを明らかにするとともに、トランスクリプトーム解析によって、Notch、β-catenin、TGF βパスウェイが哺乳類における浸透圧調節と部分的に類似した仕組みで働いている可能性を示唆しました。

53.
Sira Sriswasdi, Ching-chia Yang, and Wataru Iwasaki.
Generalist species drive microbial dispersion and evolution.
Nature Communications, 8, 1162. (2017)

  • DOI: 10.1038/s41467-017-01265-1 / PubMed: 29079803
  • Press Release: Grad Sch Sci of UTokyo (in Japanese)
  • Introductory Article (in Japanese): ジェネラリストが駆動する微生物の分散と進化, Nature Communications おすすめのコンテンツ, Nature Japan
  • Introductory Article (in Japanese): 生物世界を俯瞰する生物情報科学, 学部生に伝える研究最前線, 東京大学大学院理学系研究科・理学部
  • 自然界には、様々な環境に対応できる“ジェネラリスト”戦略をとる生物がいる一方で、特定の環境に特化した“スペシャリスト”戦略をとる生物もいます。このことは直感的にも理解しやすいことですが、一方で、「ではどちらの戦略が有利なのか?」「なぜ2つの戦略をとる生物が共存するのか?」といった根本的な疑問に対する俯瞰的・実証的な解析はされてきませんでした。本研究では、61種類の環境から得られた微生物群集大量シーケンスデータの解析と、多様な微生物グループにわたる進化解析とを組み合わせた生物情報科学的手法によって、ジェネラリストはスペシャリストに比べて高い種分化率と絶滅への耐性を持ち、子孫を繁栄させる上で有利であることを明らかにしました。加えて、ジェネラリストは進化の過程で容易にスペシャリストへと変わる傾向があることがわかりました。微生物生態系におけるジェネラリストとスペシャリストの共存のバランスは、こうした「ジェネラリストによって駆動される進化」によって保たれていると考えられます。

52.
Satoshi Hiraoka, Masaya Miyahara, Kazushi Fujii, Asako Machiyama, and Wataru Iwasaki.
Seasonal analysis of microbial communities in precipitation in the Greater Tokyo Area, Japan.
Frontiers in Microbiology, 8, 1506. (2017)

  • DOI: 10.3389/fmicb.2017.01506 / PubMed: 28848519
  • 微生物は目には見えませんが地球上のあらゆる環境に存在して地球環境を支えており、環境の間でダイナミックに移動——つまり「旅」を——しています。例えば、空から降ってくる雨の中にも様々な種類の微生物が潜んでおり、そうした微生物の移動と拡散に重要な役割を果たしています。本研究では、1年に渡る雨の回収と微生物のamplicon-seq解析を通じて、雨の中にはどのような種類の微生物がいるのか、そしてそのような雨の中の微生物は一体どこから「旅」をしてきているのか、明らかにしました。

51.
Masayuki Ushio, Hisato Fukuda, Toshiki Inoue, Kobayashi Makoto, Osamu Kishida, Keiichi Sato, Koichi Murata, Masato Nikaido, Tetsuya Sado, Yukuto Sato, Masamichi Takeshita, Wataru Iwasaki, Hiroki Yamanaka, Michio Kondoh, and Masaki Miya.
Environmental DNA enables detection of terrestrial mammals from forest pond water.
Molecular Ecology Resources, 17, e63-e75. (2017)

  • DOI: 10.1111/1755-0998.12690 / PubMed: 28603873
  • 私たちはこれまでの研究で、環境水中に存在する多様な魚類の環境DNAを解析し生態系の全貌を明らかにするためのツールとして、ユニバーサルプライマーMiFishを開発してきました(Miya et al., 2015)。一方で、生活において水と接触するのは水生生物には限りません。その意味で、環境DNA解析技術は、より幅広い対象の生物に適用可能な、大きなポテンシャルを持つ技術のはずです。本研究では、様々な哺乳類が接触した水などに残す環境DNAを解析するための新たなユニバーサルプライマーMiMammalを開発し、その性能をインシリコ解析ならびに動物園での実験により示しました。

50.
Shotaro Hirase, Sherrie Chambers, Kathryn Hassell, Melissa Carew, Vincent Pettigrove, Kiyoshi Soyano, Masaki Nagae, and Wataru Iwasaki.
Phylogeography of the yellowfin goby Acanthogobius flavimanus in native and non-native distributions.
Marine Biology, 164, 106. (2017)

  • DOI: 10.1007/s00227-017-3137-6
  • 非在来種の環境への移入は、生態系にとって最も重要な脅威の一つです。そのような非在来種の環境への移入がどのように起こったかを明らかにする上では、移入前の在来種と移入後の非在来種の遺伝子データの比較解析が有効です。この研究では、北東アジアからアメリカやオーストラリアに移入した生物種であるマハゼについて、ミトコンドリアDNAデータを解析することで、マハゼが新たな環境に移入して集団サイズを増大させてきた過程を解析しました。

49. (Review in Japanese)
岩崎渉
バイオインフォマティクスの全体像
実験医学35,713-719.(2017)

  • 実験医学増刊『生命科学で使える はじめての数理モデルとシミュレーション』(鈴木貴・久保田浩行/編)収録(pp. 53-59)。この総説では、バイオインフォマティクスに関する全体像を把握し、そこで必要とされる基本的な技術や考え方を身につけるための道筋について概説しています。
  • Publisher / Amazon.co.jp

48.
Tsukasa Fukunaga and Wataru Iwasaki.
Inactivity periods and postural change speed can explain atypical postural change patterns of Caenorhabditis elegans mutants.
BMC Bioinformatics, 18, 46. (2017)

  • DOI: 10.1186/s12859-016-1408-8 / PubMed: 28103804
  • ゲノム研究が急速に発展する一方で、それらのゲノムを最終的に表現型に結びつけていく上でこれから鍵を握ってくると考えられるのが、動物行動など生物の表現型のバイオインフォマティクス解析です。この研究では、この分野におけるモデル生物である線虫C. elegans322株の姿勢を混合ガウス分布を用いて離散的な状態の確率的な重ね合わせとして表現しました。これによって、線虫の行動解析においては静止時間と姿勢変化速度の2つの要素を考慮することが重要であることを明らかにするとともに、配列類似性検索では予測できない新規の遺伝子機能類似性を我々のアプローチによって推定できることを示しました。

47.
Koji Yano, Seishiro Aoki, Meng Liu, Yosuke Umehara, Norio Suganuma, Wataru Iwasaki, Shusei Sato, Takashi Soyano, Hiroshi Kouchi and Masayoshi Kawaguchi.
Function and evolution of a Lotus japonicus AP2/ERF family transcription factor that is required for development of infection threads.
DNA Research, 24, 193-203. (2017)

  • DOI: 10.1093/dnares/dsw052 / PubMed: 28028038
  • マメ科植物と根粒菌による根粒共生は、地球生態系で大きな役割を果たすのみならず、生物共生がどのように分子レベルで進化するかのモデルとしても重要な研究対象です。この研究では、変異体スクリーニングにより、根粒形成過程においてミヤコグサのAP2/ERF転写因子が重要な働きをすることを明らかにしました。さらに、この発見をもとに多種の植物ゲノム情報を用いた分子系統解析を行い、この転写因子が過去に遺伝子重複を起こした後に機能分化をした可能性について論じています。

46.
Yoshio Takei, Marty Kwok-Shing Wong, Supriya Pipil, Haruka Ozaki, Yutaka Suzuki, Wataru Iwasaki, and Makoto Kusakabe.
Molecular mechanisms underlying active desalination and low water permeability in the esophagus of eels acclimated to seawater.
American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 312, R231-R244. (2017)

  • DOI: 10.1152/ajpregu.00465.2016 / PubMed: 28003213
  • Introductory Article: Molecular physiological exploration beyond the transcriptome., American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 312, R229–R230. (2017)
  • 魚類は海水中では自らよりも浸透圧の高い海水を飲むことによって水分を取り込みますが、その過程では食道でNaClを吸収することが大きな役割を果たします。しかし、その分子メカニズムの多くはまだ良くわかっていません。この研究では、両環境を行き来できる広塩性魚類であるウナギ食道のトランスクリプトーム解析を行い、その巧みな浸透圧調節メカニズムに関わる遺伝子群を明らかにしました。

45.
Hideki Terajima, Hikari Yoshitane, Haruka Ozaki, Yutaka Suzuki, Shigeki Shimba, Shinya Kuroda, Wataru Iwasaki, and Yoshitaka Fukada.
ADARB1 catalyzes circadian A-to-I editing and regulates RNA rhythm.
Nature Genetics, 49, 146-151. (2017)

  • DOI: 10.1038/ng.3731 / PubMed: 27893733
  • 生体の諸活動に見られる該日リズムの背後では、多くのmRNAがリズミックな調節を受けています。その制御の仕組みについて多くの研究がなされてきましたが、近年の超並列型シーケンサーを用いた研究の進展によって、これまで考えられてきた教科書的な転写翻訳フィードバックモデルでは説明できないことが明らかになりつつあります。本研究ではA-to-I RNA編集を行う酵素であるADAR2/ADARB1がリズミックに制御されていることを網羅的なデータ解析によって発見し、哺乳類の該日時計制御において、転写後のRNA上の遺伝情報の書き換えが重要な役割を果たすことを明らかにしました。

44. (Review in Japanese)
岩崎渉
遺伝子発現ネットワークとバイオインフォマティクス
医学のあゆみ259,865-869.(2016)

  • Publisher / Amazon.co.jp
  • 医学のあゆみ2016年11月19日号(あゆみ「インタラクトーム医科学」)収録。広範な生命現象を制御している遺伝子発現ネットワークを解明するうえで重要なバイオインフォマティクス解析のうち、特に次世代シーケンサーによって得られたデータの解析を中心に概説しています。

43.
Sira Sriswasdi, Masako Takashima, Ri-ichiroh Manabe, Moriya Ohkuma, Takashi Sugita, and Wataru Iwasaki.
Global deceleration of gene evolution following recent genome hybridizations in fungi.
Genome Research, 26, 1081-1090. (2016)

  • DOI: 10.1101/gr.205948.116 / PubMed: 27440871
  • Press Release: Grad Sch Sci of UTokyo (in Japanese) / RIKEN BRC (in Japanese)
  • Featured in Kagaku Kogyo Nippo newspaper (July 21, 2016).
  • 異なる生物種のゲノムが混ざり合ったハイブリッドゲノムは生命の設計図であるゲノムを大幅に変化させ、生命進化の可能性を大きく広げる潜在力を持ちますが、ハイブリッドゲノムが新たな生物種のゲノムとして受け継がれていくまでに安定化する仕組みは良くわかっていません。この研究では、近縁種で2度独立にハイブリッドゲノムが生じたトリコスポロン属酵母のゲノム解析を行い、その安定化に遺伝子の進化速度の低下や転写・翻訳に関わる遺伝子の欠失が関わっていることを明らかにしました。

42.
Shotaro Hirase, Yusuke Yokoyama, Cin-Ty Leed, and Wataru Iwasaki.
The Pliocene-Pleistocene transition had dual effects on north American migratory bird speciation.
Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 462, 85-91. (2016)

  • DOI: 10.1016/j.palaeo.2016.09.006
  • Corrigendum (June 2017): 10.1016/j.palaeo.2017.04.008
  • Introductory Article: AORI of UTokyo (in Japanese)
  • 地球環境の大規模な変動は生物進化に深い影響を与えると考えられます。とりわけ、約250万年前の鮮新世・更新世境界後に激しさを増した氷床の拡大と後退の繰り返しは、現在見られる個々の生物の進化のみならず、それらの進化のトレンドそのものに包括的な影響を与えた可能性があります。この研究では、北アメリカの渡り鳥に関するメタ系統学解析を行うことにより、鮮新世・更新世境界後には渡り鳥同士の種分化が予想通り加速されていた一方で、留鳥と渡り鳥の間の種分化は予想と異なり加速されていないことを見いだしました。

41.
Shotaro Hirase, Minoru Ikeda, Shun Hayasaka, Wataru Iwasaki, and Akihiro Kijima.
Stability of genetic diversity in an intertidal goby population after exposure to tsunami disturbance.
Marine Ecology, 37, 1161-1167. (2016)

  • DOI: 10.1111/maec.12377
  • 一般に巨大津波は沿岸生態系に大きな影響を及ぼし、その生物多様性を大きく減少させると考えられます。この研究では、宮城県牡鹿半島の岩礁帯に生息するアゴハゼ集団を用いて、2011年の東北津波前後での遺伝的多様性の変化を検証しました。その結果、驚くべきことに、予想に反して津波後の遺伝的多様性の減少は見られませんでした。自然撹乱の生態系への影響は実に複雑であり、今後より多くの生物種やサンプルを用いて検証していく必要があります。

40.
Marty Kwok-Shing Wong, Supriya Pipil, Haruka Ozaki, Yutaka Suzuki, Wataru Iwasaki, and Yoshio Takei.
Flexible selection of diversified Na+/K+-ATPase α-subunit isoforms for osmoregulation in teleosts.
Zoological Letters, 2, 15. (2016)

  • DOI: 10.1186/s40851-016-0050-7 / PubMed: 27489726
  • Na+/K+-ATPアーゼ (NKA)は、多くの動物で膜電位や浸透圧調整に大きな役割を果たしている酵素です。真骨魚類ゲノム中には複数のNKAパラログ遺伝子が存在しており、広塩性の魚の一部は海水中と淡水中でそれらを使い分けていることがわかっていましたが、そういった使い分けが進化上どのように生じたかは不明でした。この研究では、RNA-Seq解析と進化系統解析によってその進化的背景を明らかにするとともに、混乱していたパラログの命名法の修正を提案しています。

39. (Review)
Satoshi Hiraoka, Ching-chia Yang, and Wataru Iwasaki.
Metagenomics and bioinformatics in microbial ecology: Current status and beyond.
Microbes and Environments, 31, 204-212. (2016)

  • DOI: 10.1264/jsme2.ME16024 / PubMed: 27383682
  • メタゲノム解析は難培養性の微生物も含めて微生物叢の全体像に光を当てるアプローチとしてすでに当然のものとなり、バイオインフォマティクスは大規模データを前提とした微生物生態学において不可欠な役割を果たしています。一方で、今後の本分野の展開を考えるならば、これらの解析に現状で存在する多くの限界についてもまた、目を向けないわけにはいきません。この総説では、特に後者の観点を重視しつつ、微生物生態学におけるメタゲノム解析とバイオインフォマティクスの現状を概観するとともに、今後の展開について論じています。

38.
Toshiaki Hosaka, Susumu Yoshizawa, Yu Nakajima, Noboru Ohsawa, Masakatsu Hato, Edward F. DeLong, Kazuhiro Kogure, Shigeyuki Yokoyama, Tomomi Kimura-Someya, Wataru Iwasaki (Co-Corresponding Author), and Mikako Shirouzu.
Structural mechanism for light-driven transport by a new type of chloride ion pump, Nonlabens marinus rhodopsin-3.
Journal of Biological Chemistry, 291, 17488-17495. (2016)

  • DOI: 10.1074/jbc.M116.728220 / PubMed: 27365396
  • Selected as Papers of the Week of Journal of Biological Chemistry (representing the top-2% overall importance).
  • 海洋細菌Nonlabens marinusのゲノム情報から発見された新たな微生物型ロドプシンは、塩化物イオンを細胞膜内向きにポンプする機能を持っているものの、同様の機能を持つ既知のロドプシンであるハロロドプシンとは進化系統的に大きく異なっていました。この研究では、その3次元構造を解析することにより、機能的には大きく異なるナトリウムイオンを外向きにポンプする微生物型ロドプシンと実は良く似ていることを明らかにしました。

37.
Shotaro Hirase, Hirohiko Takeshima, Mutsumi Nishida, and Wataru Iwasaki.
Parallel mitogenome sequencing alleviates random rooting effect in phylogeography.
Genome Biology and Evolution, 8, 1267-1278. (2016)

  • DOI: 10.1093/gbe/evw063 / PubMed: 27016485
  • Press Release: Sch Sci of UTokyo (in Japanese) / AORI of UTokyo (in Japanese)
  • Introductory Article (in Japanese): 分子系統地理学に正確な「根」をもたらす, 学部生に伝える研究最前線, 東京大学大学院理学系研究科・理学部
  • 分子系統樹から時間軸に関する情報を取り出すために欠かせないのが、外群を用いて分子系統樹の根を決定する「ルーティング」です。ルーティングは一般の分子系統解析においてもしばしば困難ですが、なかでも近縁の集団間の空間的・時間的な関係性を明らかにすることを目指す分子系統地理学においては、外群から集団内変異についての時間的な情報を得ることがしばしば本質的に難しいという問題があります(ランダムルーティング効果)。この研究では、超並列シーケンサを用いた高速度・低コストなミトコンドリアゲノムシーケンスによってこの問題を緩和できるとともに、新たな地域系統の発見など重要な知見が得られることを示しました。

36.
Haruka Ozaki and Wataru Iwasaki.
MOCCS: clarifying DNA-binding motif ambiguity using ChIP-Seq data.
Computational Biology and Chemistry, 63, 62-72. (2016)

  • DOI: 10.1016/j.compbiolchem.2016.01.014 / PubMed: 26971251
  • MOCCS for ChIP-Seq Analysis
  • Accepted for a conference paper presentation at 14th Asia Pacific Bioinformatics Conference (APBC2016).
  • ゲノム配列にコードされた遺伝子ネットワークの構造、機能、進化を解明するためには、遺伝子発現制御を司る転写因子がどのようにDNA配列を認識しているかを網羅的かつ正確に明らかにすることが必要です。この研究では、そのためのバイオインフォマティクス手法MOCCS (Motif Centrality Analysis of ChIP-Seq) を開発・公開するとともに、シミュレーションデータおよび実データを用いた性能の評価を行いました。

35.
Satoshi Hiraoka, Asako Machiyama, Minoru Ijichi, Kentaro Inoue, Kenshiro Oshima, Masahira Hattori, Susumu Yoshizawa, Kazuhiro Kogure, and Wataru Iwasaki.
Genomic and metagenomic analysis of microbes in a soil environment affected by the 2011 Great East Japan Earthquake Tsunami.
BMC Genomics, 17, 53. (2016)

  • DOI: 10.1186/s12864-016-2380-4 / PubMed: 26764021
  • Introductory Article: Sequencing Study Finds Microbial Changes in Japan's Soil Following Tsunami, genomeweb (19 Jan, 2016).
  • 2011年の東北地方太平洋沖地震に伴う津波では海岸の生態系が一変し、土壌微生物生態系も大きな影響を受けました。この研究では、津波を受けた東北沿岸土壌から複数のArthrobacter属細菌を単離培養し、それらのゲノム配列に共通した変化が見られること、また、土壌メタゲノム解析の結果が土壌化学分析の結果と整合的であることなどを明らかにしました。

34. (Review in Japanese)
岩崎渉,佐藤行人,源利文,山中裕樹,荒木仁志,宮正樹.
環境DNA解析のインパクト
実験医学34,103-107.(2016)

  • Publisher / Amazon.co.jp
  • 実験医学2016年1月号収録。これまでは迫ることが難しかった、生態系の全体像を捉えるための強力かつ新たな方法論として注目が高まっている「環境DNA」について、その研究の動向を簡単にまとめるとともに、環境DNAを一網打尽にできるユニバーサルプライマーの開発など最新の展開について論じた総説です。

33. (Review in Japanese)
岩崎由香,岩崎渉
ncRNAのバイオインフォマティクス解析
実験医学33,3379-3384.(2015)

  • Publisher / Amazon.co.jp
  • 実験医学増刊『ノンコーディングRNAテキストブック 最新の医学・創薬研究、方法論とマイルストーン論文200報』(塩見美喜子・中川真一・浅原弘嗣/編)収録(pp. 183-188)。この総説では、ノンコーディングRNAのバイオインフォマティクス解析の典型的なワークフローを解説するとともに、今後の技術開発展望について概観しています。

32.
Masako Takashima, Ri-ichiroh Manabe, Wataru Iwasaki, Akira Ohyama, Moriya Ohkuma, and Takashi Sugita.
Selection of orthologous genes for construction of a highly resolved phylogenetic tree and clarification of the phylogeny of Trichosporonales species.
PLOS ONE, 10, e0131217. (2015)

  • DOI: 10.1371/journal.pone.0131217 / PubMed: 26241762
  • 菌類の分類体系は系統樹と表現型の双方によって構築されてきましたが、近年、例えば有性世代と無性世代の形態学的特徴が使用できなくなったことなどからゲノムデータを利用して分類体系を見直すことが求められつつあります。この研究では、担子菌門Trichosporonales目を例として、ゲノムデータに基づいた分子系統解析手法を提案しました。

31.
Masaki Miya, Yukuto Sato, Tsukasa Fukunaga, Tetsuya Sado, Jan Yde Poulsen, Keiichi Sato, Toshifumi Minamoto, Satoshi Yamamoto, Hiroki Yamanaka, Hitoshi Araki, Michio Kondoh, and Wataru Iwasaki.
MiFish, a set of universal PCR primers for metabarcoding environmental DNA from fishes: detection of more than 230 subtropical marine species.
Royal Society Open Science, 2, 150088. (2015)

  • DOI: 10.1098/rsos.150088 / PubMed: 26587265
  • Press Release: Sch Sci of UTokyo (in Japanese) / JST (in Japanese)
  • Featured in NHK news (July 22, 2015) and several newspapers (Nikkei Shimbun, Nikkei Sangyo Shimbun, Asahi Shimbun, Yomiuri Shimbun, Okinawa Times, Ryukyu Shimpo, Chiba Nippo, etc.).
  • 環境サンプル中には微生物のみならず大型生物が痕跡として残すDNAが存在することが最近明らかになり、「環境DNA」として注目が集まっています。この研究では、環境水中に存在する多様な魚類の環境DNAを超並列シーケンサーによって一網打尽に解析し、魚類生態系の全貌を明らかにするためのツールとして、魚類ミトコンドリアゲノムの網羅的解析に基づいたユニバーサルプライマーMiFishを開発しました。

30.
Hirotsugu Ishizu, Yuka W. Iwasaki, Shigeki Hirakata, Haruka Ozaki, Wataru Iwasaki, Haruhiko Siomi, and Mikiko C. Siomi.
Somatic primary piRNA biogenesis driven by cis-acting RNA elements and trans-acting Yb.
Cell Reports, 12, 429-440. (2015)

  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.06.035 / PubMed: 26166564
  • piRNAは真核生物ゲノムの大部分を占めるトランスポゾンの活性化を抑える重要な小分子RNAです。この研究では、piRNAの前駆体となる転写産物をpiRNA生合成経路へと導く機能を持つシスエレメントを同定し、CLIP-Seq解析などを行うことでYbタンパク質がシスエレメントの特異的な配列や構造を認識する分子機能モデルを提唱しています。

29.
Mio Takeuchi, Takao Yamagishi, Yoichi Kamagata, Kenshiro Oshima, Masahira Hattori, Taiki Katayama, Satoshi Hanada, Hideyuki Tamaki, Katsumi Marumo, Hiroto Maeda, Munetomo Nedachi, Wataru Iwasaki, Yuichi Suwa, and Susumu Sakata.
Tepidicaulis marinus gen. nov., sp. nov., a novel marine bacterium reducing nitrate to nitrous oxide strictly under microaerobic conditions.
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 65, 1749-1754. (2015)

  • DOI: 10.1099/ijs.0.000167 / PubMed: 25740933
  • 亜酸化窒素(N2O)はオゾン層破壊や地球温暖化の原因となることから、どのような微生物が亜酸化窒素の生成・消費に関わり、そしてどの程度地球上に存在しているかを解明することが生物地球化学的循環の理解に重要となります。この研究では、これまでほとんど未知であった海洋の好気環境における脱窒反応に着目し、微好気的に亜酸化窒素を生成する新規微生物を分離するとともにそのゲノム解析について報告しています。

28. (Review in Japanese)
福永津嵩,岩崎渉
Computational Ethology:バイオインフォマティクスと動物行動学の融合
領域融合レビュー4,e003.(2015)

  • DOI: 10.7875/leading.author.4.e003
  • ゲノム配列などのオーミクスデータ解析を中心に発展してきたバイオインフォマティクスの新たな関連分野として、いま、動物行動学(Ethology)と情報科学が融合した新たな分野「Computational Ethology」が現れつつあります。バイオイメージインフォマティクスやバイオロギングサイエンスとも関わりの深いこの新しい分野についての総説です。

27.
Tsukasa Fukunaga, Shoko Kubota, Shoji Oda, and Wataru Iwasaki.
GroupTracker: Video tracking system for multiple animals under severe occlusion.
Computational Biology and Chemistry, 57, 39-45. (2015)

  • DOI: 10.1016/j.compbiolchem.2015.02.006 / PubMed: 25736254
  • Supplementary Movies: Supplementary Movies for GroupTracker Paper
  • Accepted for a conference paper presentation at 13th Asia Pacific Bioinformatics Conference (APBC2015).
  • 生物画像・動画データを対象としたバイオインフォマティクス分野は「バイオイメージインフォマティクス」と呼ばれ、複雑な表現型を定量するための決定的なアプローチとして期待が高まっています。この研究では、画像データへの混合ガウス分布のフィッティング手法を工夫することにより、複数の動物個体を撮影した動画から各個体のトラッキングを行うソフトウェアGroupTrackerを開発しました。

26. (Review in Japanese)
尾崎遼,岩崎渉
NGSデータ解析
実験医学32,3197-3202.(2014)

  • Publisher / Amazon.co.jp
  • 実験医学増刊『今日から使える!データベース・ウェブツール 達人になるための実践ガイド100』(内藤雄樹/編)収録(pp. 36-41)。RNA-Seq・ChIP-Seqデータ解析を例に、いわゆる次世代シーケンサデータのバイオインフォマティクス解析の実際やそのために必要な環境について解説した総説です。

25.
Marty Kwok-Shing Wong, Haruka Ozaki, Yutaka Suzuki, Wataru Iwasaki, and Yoshio Takei.
Discovery of osmotic sensitive transcription factors in fish intestine via a transcriptomic approach.
BMC Genomics, 15, 1134. (2014)

  • DOI: 10.1186/1471-2164-15-1134 / PubMed: 25520040
  • 魚類は海水中では自らよりも浸透圧の高い水を飲み、一方で淡水中では自らよりも浸透圧の低い水を飲みますが、そういった両極端な環境にどのようにして適応できているのか、その分子メカニズムの多くはまだ良くわかっていません。この研究では、両環境を行き来できる広塩性魚類であるメダカのトランスクリプトーム解析を行い、その巧みな浸透圧調節メカニズムに関わる遺伝子群を明らかにしました。

24.
Shotaro Hirase*, Haruka Ozaki*, and Wataru Iwasaki.
Parallel selection on gene copy number variations through evolution of three-spined stickleback genomes.
BMC Genomics, 15, 735. (2014)

  • DOI: 10.1186/1471-2164-15-735 / PubMed: 25168270
  • ゲノムの進化を生物の表現型と結びつけていくことはゲノム進化学における重要な目的ですが、そこでは、両者の関連性を強く示唆する「正の選択」を検出することが有効です。一塩基置換レベルでの正の選択を検出してきたこれまでの研究に対して、この研究では、生物集団のゲノム中の「コピー数多型に対する正の選択」を、海水性から淡水性への平行進化を起こした魚類であるイトヨのゲノムデータを用いて検証しました。

23.
Mio Takeuchi, Yoichi Kamagata, Kenshiro Oshima, Satoshi Hanada, Hideyuki Tamaki, Katsumi Marumo, Hiroto Maeda, Munetomo Nedachi, Masahira Hattori, Wataru Iwasaki, and Susumu Sakata.
Methylocaldum marinum sp. nov., a novel thermotolerant methane oxidizing bacterium isolated from marine sediments.
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 64, 3240-3246 (2014)

  • DOI: 10.1099/ijs.0.063503-0 / PubMed: 24981325
  • 温室効果ガスでもあるメタンを環境中のどのような微生物が生成・消費しているかを解明することは、メタンの生物地球化学的循環を理解する上で基盤的な知識を与えます。この研究では、「たぎり」と呼ばれるメタンを排出する熱水噴出孔の存在が知られている鹿児島湾の海底堆積物から好気性メタン酸化細菌を単離し、Methylocaldum属における最初の海洋性細菌として報告しました。

22.
Yohei Kumagai, Susumu Yoshizawa, Kenshiro Oshima, Masahira Hattori, Wataru Iwasaki, and Kazuhiro Kogure.
Complete genome sequence of Winogradskyella sp. strain PG-2, a proteorhodopsin-containing marine flavobacterium.
Genome Announcements, 2, e00490-14. (2014)

  • DOI: 10.1128/genomeA.00490-14 / PubMed: 24874677
  • 近年、微生物による新たな光エネルギーの利用機構としてプロテオロドプシンへの注目が高まっています。この論文では、プロテオロドプシン遺伝子を持つ海洋性フラボバクテリアWinogradskyella sp.の全ゲノム配列解析結果について報告しました。

21. (Commentary)
Sebastian J. Schultheiss, Joshua SungWoo Yang, Wataru Iwasaki, Shu-Hsi Lin, Angela Jean, and Magali Michaut
Crossing borders for science.
PLOS Computational Biology, 10, e1003519. (2014)

  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1003519 / PubMed: 24675824
  • 若手研究者育成における国を超えた交流の重要性について、若手国際会議AYRCOB (Asian Young Researchers Conference on Computational and Omics Biology)を主催した経験などをもとに、ドイツ・韓国・台湾・シンガポール・オランダの仲間と寄稿しました。

20.
Susumu Yoshizawa, Yohei Kumagai, Hana Kim, Yoshitoshi Ogura, Tetsuya Hayashi, Wataru Iwasaki, Edward F. DeLong, and Kazuhiro Kogure.
Functional characterization of flavobacteria rhodopsins reveals a unique class of light-driven chloride pump in bacteria.
Proc Natl Acad Sci U S A, 111, 6732-6737. (2014)

  • DOI: 10.1073/pnas.1403051111 / PubMed: 24706784
  • Introductory Article: Nature’s toolkit for microbial rhodopsin ion pumps, Proc Natl Acad Sci U S A, 111, 6538-6539. (2014)
  • Press Release: AORI of UTokyo (in Japanese)
  • プロテオロドプシンの発見以降、微生物型ロドプシンによる光エネルギーの利用は地球規模で果たす役割も大きく、また、その機能や進化的背景が豊かなことから注目が集まっています。この研究では、海洋細菌Nonlabens marinusの全ゲノム解析によって、塩化物イオンをポンプするという新たな光エネルギー利用形態を司る微生物型ロドプシンを発見しました。

19.
Hikari Yoshitane*, Haruka Ozaki*, Hideki Terajima*, Ngoc-Hien Du, Yutaka Suzuki, Taihei Fujimori, Naoki Kosaka, Shigeki Shimba, Sumio Sugano, Toshihisa Takagi, Wataru Iwasaki (Co-Corresponding Author), and Yoshitaka Fukada.
CLOCK-controlled polyphonic regulations of circadian rhythms through canonical and non-canonical E-boxes.
Molecular and Cellular Biology, 34, 1776-1787. (2014)

  • DOI: 10.1128/MCB.01465-13 / PubMed: 24591654
  • Introductory Article: Articles of Significant Interest Selected from This Issue by the Editors, Molecular and Cellular Biology, 34, 1721. (2014)
  • Press Release: UTokyo (in Japanese) / UTokyo (in English)
  • 転写因子CLOCKは哺乳類の該日時計制御で中心的な機能をはたす転写因子ですが、個別の制御機構の解析に対して、ゲノムレベルでの包括的な解析は十分になされていませんでした。この研究では、RNA-Seq、ChIP-Seq、small RNA-Seqデータを詳細に解明することにより、CLOCKが認識する新規DNAモチーフを複数発見したほか、転写因子やマイクロRNAを介した概日時計の制御メカニズムを解明しました。

18. (Review)
Toshiaki Katayama, Mark D Wilkinson, Kiyoko F Aoki-Kinoshita, Shuichi Kawashima, Yasunori Yamamoto, Atsuko Yamaguchi, Shinobu Okamoto, Shin Kawano, Jin-Dong Kim, Yue Wang, Hongyan Wu, Yoshinobu Kano, Hiromasa Ono, Hidemasa Bono, Simon Kocbek, Jan Aerts, Yukie Akune, Erick Antezana, Kazuharu Arakawa, Bruno Aranda, Joachim Baran, Jerven Bolleman, Raoul JP Bonnal, Pier Luigi Buttigieg, Matthew P Campbell, Yi-an Chen, Hirokazu Chiba, Peter JA Cock, Kevin B Cohen, Alexandru Constantin, Geraint Duck, Michel Dumontier, Takatomo Fujisawa, Toyofumi Fujiwara, Naohisa Goto, Robert Hoehndorf, Yoshinobu Igarashi, Hidetoshi Itaya, Maori Ito, Wataru Iwasaki, Matús Kalas, Takeo Katoda, Taehong Kim, Anna Kokubu, Yusuke Komiyama, Masaaki Kotera, Camille Laibe, Hilmar Lapp, Thomas Lütteke, M Scott Marshall, Takaaki Mori, Hiroshi Mori, Mizuki Morita, Katsuhiko Murakami, Mitsuteru Nakao, Hisashi Narimatsu, Hiroyo Nishide, Yosuke Nishimura, Johan Nystrom-Persson, Soichi Ogishima, Yasunobu Okamura, Shujiro Okuda, Kazuki Oshita, Nicki H Packer, Pjotr Prins, Rene Ranzinger, Philippe Rocca-Serra, Susanna Sansone, Hiromichi Sawaki, Sung-Ho Shin, Andrea Splendiani, Francesco Strozzi, Shu Tadaka, Philip Toukach, Ikuo Uchiyama, Masahito Umezaki, Rutger Vos, Patricia L Whetzel, Issaku Yamada, Chisato Yamasaki, Riu Yamashita, William S York, Christian M Zmasek, Shoko Kawamoto, and Toshihisa Takagi.
BioHackathon series in 2011 and 2012: penetration of ontology and linked data in life science domains.
Journal of Biomedical Semantics, 5, 5. (2014)

  • DOI: 10.1186/2041-1480-5-5 / PubMed: 24495517
  • ライフサイエンス統合データベースセンターが主催するライフサイエンス分野における情報技術者・研究者向けのハッカソン形式の国際会議「BioHackathon」における様々な開発成果を紹介した総説です。

17.
Ching-chia Yang and Wataru Iwasaki.
MetaMetaDB: A database and analytic system for investigating microbial habitability.
PLOS ONE, 9, e87126. (2014)

  • DOI: 10.1371/journal.pone.0087126 / PubMed: 24475242
  • MetaMetaDB Website
  • 近年、世界中の研究者によって様々な環境のメタゲノムデータやアンプリコンシーケンスデータが収集され続けていますが、それらの貴重なデータの再利用は進んでいません。この研究では、それらを収集して再利用しやすくまとめたメタデータベースMetaMetaDBを開発し、微生物の生息環境の推測やメタゲノムデータの環境レベルでの解析に用いることができるように整備しました。

16.
Tsukasa Fukunaga, Haruka Ozaki, Goro Terai, Kiyoshi Asai, Wataru Iwasaki, and Hisanori Kiryu
CapR: revealing structural specificities of RNA-binding protein target recognition using CLIP-seq data.
Genome Biology, 15, R16. (2014)

  • DOI: 10.1186/gb-2014-15-1-r16 / PubMed: 24447569
  • Introductory Article: Shape over sequence in the RBPome, Biome (23 Jan, 2014).
  • Selected as the cover of the 2014 RBPome special issue of Genome Biology.
  • RNAの機能には二次構造が重要であり、予測のためのプログラムも数多く開発されています。しかしながらこの問題には、実際にはRNAの二次構造は極めてゆらぎやすく、一つの二次構造で代表することはそもそも難しいという本質的な困難があります。CLIP-Seqデータに対してCapRを用いることで、あるRNA分子が取りうる二次構造全体を正確に評価し、RNA結合タンパク質が認識する二次構造モチーフを発見することができます。

15. (Commentary)
Teresa Szczepinska, Wataru Iwasaki, and Thomas Abeel.
The spirit of competition: To win or not to win.
PLOS Computational Biology, 9, e1003413. (2013)

  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1003413 / PubMed: 24385894
  • 若手研究者の育成におけるコンペティションの有用性について、若手国際会議AYRCOB (Asian Young Researchers Conference on Computational and Omics Biology)主催の経験などをもとに、ポーランド・米国の仲間と寄稿しました。

14.
Seishiro Aoki, Motomi Ito, and Wataru Iwasaki.
From beta- to alpha-proteobacteria: the origin and evolution of rhizobial nodulation genes nodIJ.
Molecular Biology and Evolution, 30, 2494-2508. (2013)

  • DOI: 10.1093/molbev/mst153 / PubMed: 24030554
  • マメ科植物と共生し窒素固定を行う根粒菌は過去から現在までの地球生態系において極めて重要な役割を果たしてきましたが、その進化的起源についてはまだ謎が多く、論争が続いています。この研究では、大規模なゲノム情報を活用することで、根粒菌が持つ遺伝子nodIJの起源がαプロテオバクテリアではなくβプロテオバクテリアにあることを明らかにし、根粒菌の起源に関するこれまでの定説を見直す必要性を指摘しました。

13.
Wataru Iwasaki, Tsukasa Fukunaga, Ryota Isagozawa, Koichiro Yamada, Yasunobu Maeda, Takashi P. Satoh, Tetsuya Sado, Kohji Mabuchi, Hirohiko Takeshima, Masaki Miya, and Mutsumi Nishida.
MitoFish and MitoAnnotator: A mitochondrial genome database of fish with an accurate and automatic annotation pipeline.
Molecular Biology and Evolution, 30, 2531-2540. (2013)

  • DOI: 10.1093/molbev/mst141 / PubMed: 23955518
  • MitoFish and MitoAnnotator Website
  • Selected as the cover of the November 2013 issue of Mol Biol Evol.
  • ミトコンドリアゲノムデータは動物の進化の歴史を辿る上で非常に有用ですが、アノテーションが難しいことなどから、大規模な比較解析を可能にするためのリソースを整備することが急務でした。この研究では、魚類の進化や生態に興味を持つ研究者にとって広く有用な魚類ミトコンドリアゲノムデータベースMitoFish、および正確かつ高速な自動アノテーションプログラムMitoAnnotatorを開発しました。

12.
Masaki Miya, Matt Friedman, Takashi P. Satoh, Hirohiko Takeshima, Tetsuya Sado, Wataru Iwasaki, Yusuke Yamanoue, Masanori Nakatani, Kohji Mabuchi, Jun G. Inoue, Jan Yde Poulsen, Tsukasa Fukunaga, Yukuto Sato, and Mutsumi Nishida.
Evolutionary origin of the Scombridae (tunas and mackerels): Members of a paleogene adaptive radiation with 14 other pelagic fish families.
PLOS ONE, 8, e73535. (2013)

  • DOI: 10.1371/journal.pone.0073535 / PubMed: 24023883
  • Featured in Asahi Shimbun newspaper (Nov 4, 2013).
  • 魚類のミトコンドリアゲノムデータの詳細な分子系統解析によって、既存の形態の類似性に基づいた分類体系と異なり、マグロ・カツオ・サバなどを含む15科が深海に生息していたと推測される新たな分類群を作ることを明らかにするとともに、これをペラジア(「外洋に住むもの」を意味するギリシャ語)と命名しました。

11. (Review in Japanese)
尾崎遼,岩崎渉
ENCODEプロジェクトで明らかになったこと
細胞工学32,101-106.(2013)

  • Publisher / Amazon.co.jp
  • 細胞工学2013年1月号収録。それ自体は塩基配列の並びにすぎないゲノム配列に対し、そこに記された機能エレメントを全て明らかにすることを目指した米国の大規模研究プロジェクト「ENCODE」から発表された多くの論文群を紹介するとともに、注目すべき成果を解説した総説です。

10.
Thanet Praneenararat*, Toshihisa Takagi, and Wataru Iwasaki*.
Integration of interactive, multi-scale network navigation approach with Cytoscape for functional genomics in the big data era.
BMC Genomics, 13(Suppl 7), S24. (2012)

  • DOI: 10.1186/1471-2164-13-S7-S24 / PubMed: 23281970
  • NaviClusterCS Website
  • Accepted for a conference paper presentation at 11th International Conference on Bioinformatics (InCOB2012).
  • 超高速グラフクラスタリングアルゴリズムによるネットワーク可視化ソフトウェアNaviClusterを、バイオインフォマティクス分野におけるネットワーク可視化・解析プラットフォームとしてデファクトスタンダートであるCytoscapeのプラグインに移植しました。

9. (Review in Japanese)
佐藤行人,八谷剛史,岩崎渉
水圏生物学における次世代シーケンサー活用の現状と応用可能性への展望
水産育種, 41,17-32.(2012)

  • (English abstract available)
  • Yukuto Sato, Tsuyoshi Hachiya, and Wataru Iwasaki.
  • Next-generation sequencing in aquatic biology: Current status and future directions.
  • Fish Genetics and Breeding Science, 41, 17-32. (2012)
  • 水圏生物学分野における次世代シーケンサー活用とその展望について、トランスクリプトーム解析、集団遺伝学解析、メタゲノム解析など幅広いアプリケーションにわたって解説した総説です。

8. (Review in Japanese)
岩崎渉,山本泰智,高木利久.
文献管理・文献推薦
実験医学29,2556-2562.(2011)

  • Publisher / Amazon.co.jp
  • 実験医学増刊『使えるデータベース・ウェブツール 日本発のデータベース戦略から,ゲノム・疾患情報の有効活用まで』(有田正規/編)収録(pp. 222-228)。研究の最初と最後の段階、すなわち、研究立案と論文執筆の両者において共に鍵を握るのが文献調査の量と質です。この総説では、医学生物学分野においてこれらのプロセスをコンピュータの活用によって効率化することを目指した文献管理・文献推薦の情報技術について解説しました。

7.
Thanet Praneenararat*, Toshihisa Takagi, and Wataru Iwasaki*.
Interactive, multi-scale navigation of large and complicated biological networks.
Bioinformatics, 27, 1121-1127. (2011)

  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btr083 / PubMed: 21349867
  • NaviCluster Website
  • 生命科学分野において多くのデータはネットワークとして表現されますが、オーミクスデータなど巨大なネットワークの可視化を行うことは極めて困難です(毛玉のように見えることから"hairball問題"と呼ばれます)。この研究では、超高速グラフクラスタリングアルゴリズムによって、Google Mapsのように動的に粒度を調整しながらネットワーク可視化を行うソフトウェアNaviClusterを開発しました。

6.
Michiaki Hamada, Hisanori Kiryu, Wataru Iwasaki, and Kiyoshi Asai.
Generalized centroid estimators in bioinformatics.
PLOS ONE, 6, e16450. (2011)

  • DOI: 10.1371/journal.pone.0016450 / PubMed: 21365017
  • バイオインフォマティクス分野における多くの問題を俯瞰すると、しばしば、個々の推定値が実現する確率が極めて小さいような高次元空間における点推定問題として定式化されることがわかります。この研究では、そういった典型的な問題において強力かつ理論的基礎を持った推定を可能にする枠組みとして、一般化セントロイド推定関数を導入しました。

5.
Wataru Iwasaki*, Yasunori Yamamoto*, and Toshihisa Takagi.
TogoDoc Server/Client System: Smart recommendation and efficient management of life science literature.
PLOS ONE, 5, e15305. (2010)

  • DOI: 10.1371/journal.pone.0015305 / PubMed: 21179453
  • TogoDoc Client Website
  • TogoDocMobile@AppStore
  • 生命科学が分野横断的科学になり続ける時代において、文献調査のプロセスを効率化することは、生命科学分野の研究全体を加速していく観点からも極めて重要な課題と言えます。この研究では、研究者のPCに保存された文献PDFファイルをもとに文献調査を効率化する統合ソリューションTogoDocを開発しました。

4.
Wataru Iwasaki and Toshihisa Takagi.
An intuitive, informative, and most balanced representation of phylogenetic topologies.
Systematic Biology, 59, 584-593. (2010)

  • DOI: 10.1093/sysbio/syq044 / PubMed: 20817714
  • Wheel Tree Website
  • Recommended at Faculty of 1000.
  • 生命進化を記述する上で、一般的な2分岐系統樹では表現できない進化的な関係性をどのように表現するかは、しばしば見過ごされますが「一回性の現象である生命進化をどう捉えるか」にも直接関わる本質的な問題の一つです。この研究では、曖昧性をもって推定された進化的な関係性の情報表現手法である「車輪樹法」を開発しました。

3.
Wataru Iwasaki and Toshihisa Takagi.
Rapid pathway evolution facilitated by horizontal gene transfers across prokaryotic lineages.
PLOS Genetics, 5, e1000402. (2009)

  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1000402 / PubMed: 19266023
  • Recommended at Faculty of 1000
  • 「多くの遺伝子が揃って初めて機能するような複雑な生命システムがどのように進化し得たのか」は、生命進化における古典的かつ本質的な謎の一つです。この研究では、大規模比較ゲノム解析によって、原核生物において遺伝子水平伝播がそういった複雑な生命システムの進化に重要な役割を果たしたという仮説を提示しています。

2.
Wataru Iwasaki and Toshihisa Takagi.
Reconstruction of highly heterogeneous gene-content evolution across the three domains of life.
Bioinformatics, 23, i230-i239. (2007)

  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btm165 / PubMed: 17646301
  • Accepted for a conference paper presentation at 15th Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology / 6th European Conference on Computational Biology (ISMB/ECCB2007). Acceptance rate = 15.8%.
  • ゲノム進化は遺伝子の獲得・欠失の過程としてモデル化することができますが、その過程はDNA配列の進化よりもはるかに大きな系統間での不均一性を示します。この研究では、進化速度の不均一性を考慮したゲノム進化モデルと、期待値最大化法に基づいたパラメータの効率的な推定アルゴリズムを開発しました。

1.
Wataru Iwasaki, Shun-ichi Sekine, Chizu Kuroishi, Seiki Kuramitsu, Mikako Shirouzu, and Shigeyuki Yokoyama.
Structural basis of the water-assisted asparagine recognition by asparaginyl-tRNA synthetase.
Journal of Molecular Biology, 360, 329-342. (2006)

  • DOI: 10.1016/j.jmb.2006.04.068 / PubMed: 16753178
  • 遺伝情報を正しく翻訳するには、アミノ酸と対応するtRNAとを誤りなく結合させることが不可欠です。この研究では、アスパラギニルtRNA合成酵素がアスパラギンおよびtRNA(Asn)を認識する分子メカニズム、特に、アスパラギンとアスパラギン酸とを正確に区別するために水分子を巧みに利用していることを構造生物学・生化学的手法によって明らかにしました。

Book Chapters

4.
岩崎渉,(協力),理系総合のための生命科学 第4版〜分子・細胞・個体から知る“生命"のしくみ,(2018)

3.
岩崎渉,執筆・校閲(生物学),広辞苑 第七版,(2018)

2.
岩崎渉環境DNA解析服部正平編『NGSアプリケーション 今すぐ始める! メタゲノム解析 実験プロトコール』,170-174. (2016)

1.
岩崎渉ゲノムからひもとく生命進化の道のり小久保英一郎・嶺重慎編著『宇宙と生命の起源2 素粒子から細胞へ』(岩波ジュニア新書777),181-200. (2014)