DNA配列の中から遺伝子を探す

Blast解析.6

Queryデータベース

DNA塩基配列

DNA塩基配列

アミノ酸配列アミノ酸配列DNA塩基配列をアミノ酸配列に変換

アミノ酸配列アミノ酸配列DNA塩基配列をアミノ酸配列に変換

DNA塩基配列をアミノ酸配列に変換

DNA塩基配列をアミノ酸配列に変換

TATGGCTTA---1.
2.
3.

T G L
TATGGCTTA----M A TATGGCTTA----WL -cDNA配列やアミノ酸配列があれば、Blast検索で有用な情報が得られるが、遺伝子があるかも分からない長いDNA配列を検索しても有用な情報が得られない。

そこで、長いDNA配列の中にどこに遺伝子が隠されているかをまず探し出す。

DNA配列の中から遺伝子を予測する

遺伝子予測.1

代表的な遺伝子予想ソフト

Softberry/FGENESH: http://linux1.softberry.com/berry.phtml?topic=fgenesh&group=programs&subgroup=gfind

GeneMark: http://opal.biology.gatech.edu/GeneMark/eukhmm.cgi

GENSCAN : http://genes.mit.edu/GENSCAN.html

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1
ある遺伝子YのGenomicDNA

遺伝子予測.1

Monocotのモデルで解析予想されたATG-TAG(CDS)
Wordに保存予想されたアミノ酸

Organism; Monocot

遺伝子予測.1

MATAGKVIKCKAAVAWEAGKPLSIEEVEVAPPQAMEVRVKILYTALCHTDVYFWEAKGQTPVFPRILGHEAGGIVESVGEGVTELAPGDHVLPVFTGECKECDHCKSEESNMCDLLRINVDRGVMIGDGKSRFTIKGKPIFHFVGTSTFSEYTVIHVGCLAKINPEAPLDKVCILSCGFSTGFGATVNVAKPKKGQTVAIFGLGAVGLAAMEGARLSGASRIIGVDLNPAKFEQAKKFGCTDFVNPKDHSKPVHEVLIEMTNGGLDRAVECTGNINAMISCFECVHDGWGVAVLVGVPTKDDVFKTHPMNFLNEKTLKGTFFGNYKPRTDLPNVVELYMKKELELEKFITHSVPFSEINTAFDLMLKGESLRCVMRMDE

遺伝子予測.1
ある遺伝子YのGenomicDNA

遺伝子予測.1

Humanのモデルで解析予想されたATG-TAG

予想されたアミノ酸

Organism; Monocot

Modelによって予想されるORFは多少異なる

MATAGKVIKCKAAVAWEAGKPLSIEEVEVAPPQAMEVRVKILYTALCHTDVYFWEAKGQTPVFPRILGHEAGGIVESVGEGVTELAPGDHVLPVFTGECKECDHCKSEESNMCDLLRINVDRGVMIGDGKSRFTIKGKPIFHFVGTSTFSEYTVIHVGCLAKINPEAPLDKVCILSCGFSTGFGATVNVAKPKKGQTVAIFGLGAVGLAAMEGARLSGASRIIGVDLNPAKFEQAKKFGCTDFVNPKDHSKPVHEVLIEMTNGGLDRAVECTGNINAMISCFECVHDGWGVAVLVGVPTKDDVFKTHPMNFLNEKTLKGTFFGNYKPRTDLPNVVELYMKKELELEKFITHSVPFSEINTAFDLMLKGESLRCVMRMDE

遺伝子予測.1Organism; 人間MEVRVKILYTALCHTDVYFWEAKGQTPVFPRILGHEAGGIVESVGEGVTELAPGDHVLPVFTGECKECDHCKSEESNMCDLLRINVDRGVMIGDGKSRFTIKGKPIFHFVGTSTFSEYTVIHVGCLAKINPEAPLDKVCILSCGFSTGFGATVNVAKPKKGQTVAIFGLGAVGLAAMEGARLSGASRIIGVDLNPAKFEQAKKFGCTDFVNPKDHSKPVHEVLIEMTNGGLDRAVECTGNINAMISCFECVHDGWGVAVLVGVPTKDDVFKTHPMNFLNEKTLKGTFFGNYKPRTDLPNVVELYMKKELELEKFITHSVPFSEINTAFDLMLKGESLRCVMRMDEOrganism; ショウジョウバエMFCGEEKLIRSGFGVFAAAVAWEAGKPLSIEEVEVAPPQAMEVRVKILYTALCHTDVYFWEAKGQTPVFPRILGHEAGGIVESVGEGVTELAPGDHVLPVFTGECKECDHCKSEESNMCDLLRINVDRGVMIGDGKSRFTIKGKPIFHFVGTSTFSEYTVIHVGCLAKINPEAPLDKVCILSCGFSTGFGATVNVAKPKKGQTVAIFGLGAVGLAAMEGARLSGASRIIGVDLNPAKFEQAKKFGCTDFVNPKDHSKPVHEVLIEMTNGGLDRAVECTGNINAMISCFECVHDGWGVAVLVGVPTKDDVFKTHPMNFLNEKTLKGTFFGNYKPRTDLPNVVELYMKKELELEKFITHSVPFSEINTAFDLMLKGESLRCVMRMDE

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1

代表的な遺伝子予想ソフト

Softberry/FGENESH: http://linux1.softberry.com/berry.phtml?topic=fgenesh&group=programs&subgroup=gfind

GeneMark: http://opal.biology.gatech.edu/GeneMark/eukhmm.cgi

GENSCAN : http://genes.mit.edu/GENSCAN.html

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1

予想ソフトによっても予想されるORFは多少異なる

遺伝子予測.1Softberryによる予想、Organism; Monocot

MATAGKVIKCKAAVAWEAGKPLSIEEVEVAPPQAMEVRVKILYTALCHTDVYFWEAKGQTPVFPRILGHEAGGIVESVGEGVTELAPGDHVLPVFTGECKECDHCKSEESNMCDLLRINVDRGVMIGDGKSRFTIKGKPIFHFVGTSTFSEYTVIHVGCLAKINPEAPLDKVCILSCGFSTGFGATVNVAKPKKGQTVAIFGLGAVGLAAMEGARLSGASRIIGVDLNPAKFEQAKKFGCTDFVNPKDHSKPVHEVLIEMTNGGLDRAVECTGNINAMISCFECVHDGWGVAVLVGVPTKDDVFKTHPMNFLNEKTLKGTFFGNYKPRTDLPNVVELYMKKELELEKFITHSVPFSEINTAFDLMLKGESLRCVMRMDEGeneMarkによる予想、Organism; イネMATAGKVIKCKAAVAWEAGKPLSIEEVEVAPPQAMEVRVKILYTALCHTDVYFWEAKGQTPVFPRILGHEAGGIVESVGEGVTELAPGDHVLPVFTGECKECDHCKSEESNMCDLLRINVDRGVMIGDGKSRFTIKGKPIFHFVGTSTFSEYTVIHVGCLAKINPEAPLDKVCILSCGFSTGFGATVNVAKPKKGQTVAIFGLGAVGLAAMEGARLSGASRIIGVDLNPAKFEQAKKFGCTDFVNPKDHSKPVHEVLIEMTNGGLDRAVECTGNINAMISCFECVHDGWGVAVLVGVPTKDDVFKTHPMNFLNEKTLKGTFFGNYKPRTDLPNVVELYMKKELELEKFITHSVPFSEINTAFDLMLKGESLRCVMRMDE

遺伝子予測.1

代表的な遺伝子予想ソフト

Softberry/FGENESH: http://linux1.softberry.com/berry.phtml?topic=fgenesh&group=programs&subgroup=gfind

GeneMark: http://opal.biology.gatech.edu/GeneMark/eukhmm.cgi

GENSCAN: http://genes.mit.edu/GENSCAN.html

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1

遺伝子予測.1

予想された遺伝子配列（アミノ酸配列）をBlast検索して遺伝子の機能を予測してみようＤＮＡとアミノ酸のアラインメント

ＤＮＡの突然変異と形質の違い

アルコールの代謝�
アルコール脱水素酵素�

アセトアルデヒド脱水素酵素（Aldehyde dehydrogenase2）�

ADH

ALDH

CH3CH2OH
エタノール�

CH3CHO
アセトアルデヒド�

Ｚ１遺伝子
アラインメント解析.13
毒性�

CH3COOH酢酸�

先週の授業でBlast検索した遺伝子

アラインメント解析.1

遺伝子予測.1

Z1の予想CDS配列

Z2の予想CDS配列Z1CDS
Z2CDSGCATACACTGAAGTGAAAACTGTCACAGTCAAAGTGCCTCAGAAGAACTCATAA
GCATACACTAAAGTGAAAACTGTCACAGTCAAAGTGCCTCAGAAGAACTCATAA********* ********************************************

アラインメント解析.12

Z1のアミノ酸配列

Z2のアミノ酸配列

Z1CDSZ2CDSGCATACACTGAAGTGAAAACTGTCACAGTCAAAGTGCCTCAGAAGAACTCATAA
GCATACACTAAAGTGAAAACTGTCACAGTCAAAGTGCCTCAGAAGAACTCATAA********* ********************************************

アラインメント解析.12
グルタミン酸

Z1Amionoacid
Z2AmionoacidPFGGYKMSGSGRELGEYGLQAYTEVKTVTVKVPQKNSPFGGYKMSGSGRELGEYGLQAYTKVKTVTVKVPQKNS***********************:*************

リジン

Z1のゲノミックDNA配列

Z2の予想CDS酸配列

第12exon
Z1CDS
Z2CDS

第13exon

GCATACACTGAAGTGAAAACTGTCACAGTCAAAGTGCCTCAGAAGAACTCATAA
GCATACACTAAAGTGAAAACTGTCACAGTCAAAGTGCCTCAGAAGAACTCATAA********* ********************************************

アラインメント解析.12
第12exon グルタミン酸 第13exon

Z1Amionoacid
Z2AmionoacidPFGGYKMSGSGRELGEYGLQAYTEVKTVTVKVPQKNSPFGGYKMSGSGRELGEYGLQAYTKVKTVTVKVPQKNS***********************:*************

リジン

12 34567 89

10 111213

アルコールの代謝�
アルコール脱水素酵素�

アセトアルデヒド脱水素酵素（Aldehyde dehydrogenase2）�

ADH

ALDH

CH3CH2OH
エタノール�

CH3CHOCH3COOH

アセトアルデヒド�酢酸�

アラインメント解析.13
毒性�

肝臓で働くアセトアルデヒド脱水素酵素には2種類ある。�
ALDH1とALDH2�
お酒に強い人、弱い人はALDH2遺伝子の1塩基の違いによる。�
1塩基多型：SNP（Single Nucleotide Polymorphism）と呼ぶ�
12 3456 789

10 111213

アルコールの代謝�

アラインメント解析.14
X�
ADH
ALDH

アセトアルデヒド脱水素酵素（Aldehyde dehydrogenase2）�

アルコール脱水素酵素�

CH3CH2OH

CH3CHOCH3COOH

エタノール�

アセトアルデヒド�

酢酸�

毒性�
G型(1型)�
CAG GCA TAC ACT GAA GAG AAA�--- G A Y T

E V K --�

A型 (2型)�
CAG GCA TAC ACT AAA GAG AAA�--- G A Y T

K V K --�

酵素活性がない�アルコールの代謝�

アラインメント解析.15
X�
ADH
ALDH

アセトアルデヒド脱水素酵素（Aldehyde dehydrogenase2）�

アルコール脱水素酵素�

CH3CH2OH

CH3CHOCH3COOH

エタノール�

アセトアルデヒド�

酢酸�

毒性�
G型(1型)�

GGtype：G型(1型)をホモにもつお酒に強い�

CAG GCA TAC ACT GAA GAG AAA�--- G A Y T

E V K --�
酸性アミノ酸A型 (2型)�

AGtype：G型、A型をヘテロにもつ�
お酒にほんの少し強い人（強い人の1/16）�
（4量体を形成しAタイプが優性に活性を無力化するため）�

CAG GCA TAC ACT AAA GAG AAA�--- G A Y T

K V K --�
塩基性アミノ酸

酵素活性がない�

AAtype：A型(2型)をホモにもつお酒に弱い�