セマンティック・ウェブ技術を用いたCyanoBase更新系の整備○藤澤貴智、中村保一（国立遺伝学研究所）

URL: http://genome.microbedb.jp/cyanobase

要旨

背景

CyanoBase（http://genome.microbedb.jp/cyanobase/）は、1996年、かずさDNA研究所において開発され、その後、機能追加およびラン藻を中心とする光合成関連微生物のゲノムスケールのデータ追加・更新が行われてきた。また、データとしてもシアノバクテリア研究者によって提供された遺伝子破壊株情報やキュレーターによって集積されたラン藻遺伝子に関する文献リファレンス情報が集積し、CyanoBase遺伝子ページから提示することで拡張されてきた。一方、2011年7月、国立遺伝学研究所への移管後、ゲノム情報の追加の対応が20周年を迎える本年において、ゲノムエントリー追加についてデータ変換・投入の更新系を整備することにより、ドラフトゲノムを含む374のゲノム情報を追加・拡充した。本発表においては、シアノバクテリアゲノムプロジェクトの取得などセマンティック・ウェブ技術の利用を中心に発表する。

1996年、Synechocystis sp. PCC 6803全ゲノム配列が決定
1996年、ゲノム情報呈示のためのデータベースとして開発
2001年、Anabaena sp. PCC7120追加
2002年、Thermosynechococcus elongatus BP-1追加
以降、シアノバクテリアゲノム決定後、順次追加
2009年、新規データベースシステムによる運用開始、39生物種
2011年、かずさDNA研究所から国立遺伝学研究所への移管

データ変換および投入手順
CyanoBase更新系の整備
1. プロジェクトルートを作成しGenBankを配置する
各データ処理フローの自動化を目指し、CyanoBase更新系を整備した。シアノバクテリアゲノム情報の選別およびデータ取得については、セマンティック・ウェブ技術を用いることでRDF生成の更新系を整備した。

データ処理フローの概要

シアノバクテリアゲノムデータの選別および取得

Assembly RDFの一例[!
rdf:type
asm:Assembly_Database_Entry ;!
rdf:type<http://identifiers.org/> ;!
asm:wasDerivedFrom "assembly_summary_genbank_1117.txt" ;!
asm:assembly_id "GCA_000009725.1" ;!
asm:bioproject_accession"PRJNA60" ;!
asm:bioproject <http://identifiers.org/bioproject/PRJNA60> ;!
asm:biosample_accession "" ;!
asm:wgs_master "" ;!
asm:refseq_category"representative genome" ;!
asm:tax_id"1148" ;!
asm:taxon<http://identifiers.org/taxonomy/1148> ;!
asm:species_taxid"1148" ;!
asm:organism_name"Synechocystis sp. PCC 6803" ;!
asm:infraspecific_name "strain=PCC 6803" ;!
asm:isolate"" ;!
asm:version_status"latest" ;!
asm:assembly_level"Complete Genome" ;!
asm:release_type"Major" ;!
asm:genome_rep "Full" ;!
asm:release_date"2004/05/11" ;!
asm:asm_name"ASM972v1" ;!
asm:submitter"" ;!
asm:gbrs_paired_asm"GCF_000009725.1" ;!
asm:paired_asm_comp"identical" ;!
asm:ftp_path"ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/all/GCA_000009725.1_ASM972v1"; #only prokaryotes!
rdfs:seeAlso
asm:GCA_000009725.1 ;!
asm:total-length3947019 ;!
asm:spanned-gaps
0 ;!
asm:unspanned-gaps
0 ;!
asm:region-count0 ;!
asm:total-gap-length
0 ;!
asm:molecule-count5 ;!
asm:top-level-count5 ;!
asm:sequnece[!
asm:sequence_name"ANONYMOUS" ;!
asm:sequence_role"assembled-molecule" ;!
asm:assigned_molecule"na" ;!
asm:assigned_molecule_location_type"Chromosome" ;!
asm:genbank_accession"BA000022.2" ;!
asm:genbank<http://identifiers.org/insdc/BA000022.2> ;!
asm:relationship"=" ;!
asm:refseq_accession"NC_000911.1" ;!
asm:refseq<http://identifiers.org/refseq/NC_000911.1> ;!
asm:assembly_unit"Primary Assembly" ] ;!
asm:sequnece[!
asm:sequence_name"pSYSA" ;!
asm:sequence_role"assembled-molecule" ;!
asm:assigned_molecule"pSYSA" ;!
asm:assigned_molecule_location_type"Plasmid" ;!
asm:genbank_accession"AP004311.1" ;!
asm:genbank<http://identifiers.org/insdc/AP004311.1> ;!
asm:relationship"=" ;!
asm:refseq_accession"NC_005230.1" ;!
asm:refseq<http://identifiers.org/refseq/NC_005230.1> ;!
asm:assembly_unit"Primary Assembly" ] ;!
asm:sequnece[!
asm:sequence_name"pSYSG" ;!
asm:sequence_role"assembled-molecule" ;!
asm:assigned_molecule"pSYSG" ;!
asm:assigned_molecule_location_type"Plasmid" ;!
asm:genbank_accession"AP004312.1" ;!
asm:genbank<http://identifiers.org/insdc/AP004312.1> ;!
asm:relationship"=" ;!
asm:refseq_accession"NC_005231.1" ;!
asm:refseq<http://identifiers.org/refseq/NC_005231.1> ;!
asm:assembly_unit"Primary Assembly" ] ;!
asm:sequnece[!
asm:sequence_name"pSYSM" ;!
asm:sequence_role"assembled-molecule" ;!
asm:assigned_molecule"pSYSM" ;!
asm:assigned_molecule_location_type"Plasmid" ;!
asm:genbank_accession"AP004310.1" ;!
asm:genbank<http://identifiers.org/insdc/AP004310.1> ;!
asm:relationship"=" ;!
asm:refseq_accession"NC_005229.1" ;!
asm:refseq<http://identifiers.org/refseq/NC_005229.1> ;!
asm:assembly_unit"Primary Assembly" ] ;!
asm:sequnece[!
asm:sequence_name"pSYSX" ;!
asm:sequence_role"assembled-molecule" ;!
asm:assigned_molecule"pSYSX" ;!
asm:assigned_molecule_location_type"Plasmid" ;!
asm:genbank_accession"AP006585.1" ;!
asm:genbank<http://identifiers.org/insdc/AP006585.1> ;!
asm:relationship"=" ;!
asm:refseq_accession"NC_005232.1" ;!
asm:refseq<http://identifiers.org/refseq/NC_005232.1> ;!
asm:assembly_unit"Primary Assembly" ] ;!

1. NCBI assembly reportsからデータ同期
2. AssemblyレコードをRDFに変換
3. DDBJで日次更新されている Taxonomy.owlを取得
4. RDFストアにインポート
5. SPARQLを用いて、シアノバクテリアのレコードを取得
6. SPARQLを用いて、Assembly-Sequenceの関係情報を取得
7. TogoWS経由でGenBank形式ファイルを取得
8. GenBank形式をRDFに変換

データ変換およびデータ投入の手順

Assembly RDFデータモデル概要:BioProject:BioSample:bioproject:bioproject:Taxon:taxon:Assembly:assembly_level

assembly level:wgs_master

WGS master ID:sequence:genbank

INSDC
Sequence:refseq

RefSeqSequence]!

TogoStanzaの利用

ゲノムエントリー拡張
CyanoBase更新系の整備により、39生物種からドラフトゲノムを含む374シアノバクテリアゲノム情報に拡充した。
CyanoBase
84

Assembly level
CompletegenomeComplete genome assemblies in which all molecules are fully

15

Sequence

sequenced
Chromosome level assemblies that include chromosomes orlinkage groups, plus scaﬀolds and contigs

77

ScaﬀoldScaﬀold level assemblies that include scaﬀolds and contigs

198Contig

Contig level assemblies that include only contigs* Nucl. Acids Res. (2016) 44 (D1): D73-D80.

セマンティック・ウェブ技術が利用可能なデータ可視化ウェブコンポーネントであるTogoStanza( h t t p : / / t o g o s t a n z a . o r g ) を 利 用 して 、 ゲノ ム プ ロ ジ ェ ク ト 一 覧 を 表 示 す る た め のgenome̲projects̲stanzaを開発した。CyanoBaseでの利用において、RDFデータおよびSPAQLendpointへの投入することによるデータ追加が可能となった。

課題および今後の展開
データ変換・投入フロー詳細を含めた全自動化
メタデータ拡充とキュレーション
NBRP/NIESとの連携

Licensed under a Creative Commons表示2.1日本 license (c)2016 MicrobeDB.jpプロジェクト

Takatomo Fujisawa, et al. (submitted to NAR 2016 Database issue.)