公共遺伝子発現データを活用するためのツール RefExとAOE
RefEx & AOE for making the most of public gene expression data
小野 浩雅 Hiromasa Ono hono@dbcls.rois.ac.jp
坊農 秀雅 Hidemasa Bono bono@dbcls.rois.ac.jp

http://dbcls.rois.ac.jp/

大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 ライフサイエンス統合データベースセンター

Database Center for Life Science (DBCLS), Research Organization of Information and Systems, Japanmicroarray(GeneChip, Oligoarray)

2. Exhaustive, but functional index
for public raw data repository

Next generation reads(SRA)
RNAseqPublicgene expression
data

AOE(All Of gene Expression)
Graph shortcut for gene expression datahttp://AOE.dbcls.jp/Samples(BioSample)Studies(BioProject)
Capillary reads
Annotated sequences

Refseq

INSDC

Homo sapiensのみ、最近3年のみのデータを選択

1. Curated dataset forfunctional analysis

選択したデータをリストアップ→ Reference transcriptome data

http://RefEx.dbcls.jp/
NGSデータ(transcriptomesequence)のみを選択設計されたマイクロアレイ
プローブの可視化 in GGRNAEBI ArrayExpressにリンク

マイクロアレイを含めた遺伝子発現データの網羅的な検索サイト
AOE (All Of gene Expression)は、DBCLSが提供する公共遺伝子発現データベースの目次サイトです。生物種や登録年、解析機器などの条件を指定して、遺伝子発現データを検索することができます。ArrayExpressのAccession
Numberが検索結果として表示されますが、GEOにもエントリがある場合はそちらが表示されます。しかしながら、NGSによる遺伝子発現データが増えてきており、またそれらのすべてがArrayExpressやGEOに登録されないケースも出てきているため、それらに対応したデータインデックスを作成し検索可能となるように現在改変中です。

組織特異的発現を持つ遺伝子がワンクリックで抽出可能

EST

NCBI UniGeneでまとめられたクローン情報を各ESTのライブラリーの記載を元に、 ライブラリーの材料別に展開して集計した材料種類別のクローン数です。
【オリジナルデータ】
ヒト、マウス: BodyMap-Xs (遺伝研 大久保研究室)

FANTOM5プロジェクトで集められたCAGE (Cap Analysis GeneExpression) データです。ゲノムにマップされたCAGEタグの頻度情報はその転写物の発現量を反映していることを利用して発現データとしています。タグカウントを元にした発現データはTPM(Tag per million)で正規化しています。
【オリジナルデータ】

ヒト、マウス: RIKEN FANTOM5 CAGE peaks expression and annotation tables

GeneChip
NCBI GEOから取得したAffymetrix社が作製したDNAマイクロアレイ「GeneChip」 によって測定された発現データです。取得したCELファ
イルはRMA (robust multiarray average)を用いて正規化しています。
【オリジナルデータ】
ヒト: GSE7307 (Human body index - transcriptional profiling)、マウス: GSE10246(GNF Mouse GeneAtlas V3)、ラット: GSE952 (Transcriptome analysis in rat)

リストに入れることで、3つまで横に並べて比較表示可能

CAGERNA-seq
NCBI SRA、ENA より取得した Illumina Genome Analyzerで測定されたRNA sequencingの発現データです。 TophatおよびCufflinks、Cuffcompareを用いて発現領域の検出および既存遺伝子領域との対応付けを行っています。
【オリジナルデータ】

ヒト: ERP000546 (RNA-Seq of human individual tissues and mixture of 16 tissues(Illumina Body Map))
マウス: SRP000198 （Mapping and quantifying mammalian transcriptomes byRNA-Seq; brain, liver, muscle）

FANTOM5 CAGEの限られた組織でしかない遺伝子発現が検出可能 (例: OCT4)細胞株・初代培養細胞・成体組織・胎児組織(ヒトとマウス)

http://bit.ly/fantom5cagehuman
http://bit.ly/fantom5cagemouse

正常組織・臓器・培養細胞・細胞株の遺伝子発現状況を ひと目で4つの異なる実験手法によって得られた40種類の正常組織・臓器における遺伝子発現データを並列に表現することで、手法間の比較とともに各遺伝子の発現量を直感的に比較することができます。最近新たに合計842サンプルにも及ぶ初代培養細胞、臓器、細胞株における大規模なCAGEデータ(FANTOM5)を追加しました。論文を読んでいて見かけた馴染みのない遺伝子がどの組織・臓器で発現しているのか、どんな特徴があるのかを論文の記述からのみではなく、バイアスの少ない実際の測定データから研究者自身の目で簡単に確認することができます。「知りたいことが予め決まっている」ことを検索するだけでなく「探索的に何らかの知見を得られる」ことを志向しています。

直感的な可視化で 新たな知識発見・仮説構築を
検索結果の一覧や個々の遺伝子についての詳細ページでは、 組織間の比較と測定手法間の比較を両立させた相対発現量のバーチャートを表示するとともに人体の3Dモデルに発現量を反映させたヒートマップを表示しています。また、リスト機能を用いて任意で選んだ最大3つの遺伝子について、発現データを含む全ての詳細データを並列に比較することができ、遺伝子発現解析などで見出された不詳な遺伝子群の関係性を知るためのツールとしても有用です。

調べたい遺伝子を より探しやすく より分かりやすく
もっとも基本的なキーワード・遺伝子名検索では逐次的に検索語候補が提示されるので、遺伝子名をすべて正確に入力する必要はありません。また、『転写因子』や『Gタンパク質共役受容体』などのようなあるカテゴリーに属する遺伝子についてまとめて検索・比較できるよう整理されています。
さらに、さまざまな実験における比較対照などに用いられる『組織特異的遺伝子』を測定データから独自に算出し、組織ごとに一覧することができます。Advanced searchや絞り込み検索を使えば、複雑な検索条件も指定可能で、目的とするデータに簡単に行き着くことができます。

再利用可能で 有用なパブリックデータの活用例
RefExで使用しているデータは、だれでも利用可能な公的データベースから正常組織・臓器における遺伝子発現データのリファレンスとするにふさわしいデータセットを、測定サンプルの広範さなどを基準に選び出し、クオリティチェックを行い、互いに比較できるように整理しなおしたものです。
さらに、RefExが提供する全てのデータは、クリエイティブ・コモンズ (CC) 表示 2.1 日本 ライセンスのもとで、自由にダウンロードし、再利用することができます。RefExは生命科学データの共有および再利用の活用例のひとつであり、データ駆動型研究のためのツールとしてだれでも自由に使うことができます。

Database Center for Life Science (DBCLS)
Research Organization of Information and Systems
National Institute of Genetics
Yata 1111, Mishima, Shizuoka 411-8540, JAPANTEL +81-(0)4-7135-5508 FAX +81-(0)4-7135-5534

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