統合データベース講習会：AJACS本郷11 (2012.3.2)

DDBJのサービス紹介
国立遺伝学研究所 大量遺伝情報研究室
中村保一© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

○|￣|＿ ゴメンナサイ
遺伝研スーパーコンピュータシステムの全面更新が 2012.3.1（昨日！）に行われました。
DDBJの運用系も含めて全面的にマシンが入れ替わりましたので、現在、いくつかのサービスが新システムへの移行途上のため休止中あるいは潜在的な不具合を抱えている（かもしれない）状況です。

© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

統合データベース講習会：AJACS本郷11 (2012.3.2)

ですので...

DDBJ等のサービス紹介
国立遺伝学研究所 大量遺伝情報研究室
中村保一© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

自己紹介

超略歴-2008 かずさDNA研 室長／東大新領域 情報生命 客員准教授2009- 遺伝研 大量遺伝情報研究室 教授
45歳、猫好き© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

主要な著作・翻訳
http://www.amazon.co.jp/dp/4758108110
編集代表

http://www.amazon.co.jp/dp/4897068746
企画・編集

http://www.amazon.co.jp/dp/4895924262
翻訳分担（第９章・遺伝子予測と遺伝子調節 ）© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

【Trad】

DDBJ
DNA Data Bank of Japan© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ (http://www.ddbj.nig.ac.jp/)© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

遺伝研／DDBJは静岡県三島市にあります© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

塩基配列データバンク
全世界で解読された塩基配列情報を査定して受入れデータベースに蓄積し公開して共有する© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

国際塩基配列データベースの一員

International Nucleotide Sequence
Databank Collaboration
米国: GenBank
欧州: ENA
日本: DDBJ© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

論文
学術誌© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

遺伝子に関する論文には「登録」が不可欠
論文投稿時の注意: 論文の著者は、論文で言及した塩基配列については、原稿の末尾にデータ公開欄を設け、インターネットで参照が可能な公共データベースの登録番号を掲載しなければならない© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ登録ファイルの例
LOCUS
DEFINITIONACCESSIONVERSIONKEYWORDS
SOURCEORGANISM

HUMIL2HOM397 bpDNAlinear
HUM 27-APR-1993
Human interleukin 2 (IL-2)-like DNA.
M13784M13784.1.
Homo sapiens (human)
Homo sapiens
Eukaryota; Metazoa; Chordata; Craniata; Vertebrata; Euteleostomi;
Mammalia; Eutheria; Euarchontoglires; Primates; Haplorrhini;
Catarrhini; Hominidae; Homo.
REFERENCE
1 (bases 1 to 397)
AUTHORSMita,S., Maeda,S. and Shimada,K.
TITLE
Characterization of human genomic DNA sequences homologous to theinterleukin 2 cDNA
JOURNAL
Biochem. Biophys. Res. Commun. 138 (2), 966-973 (1986)
PUBMED
3017347
COMMENT
Original source text: Human placenta DNA, clone Lm HoIL2-3.
Numerous stop codons are found in the interleukin 2-like IIa DNA.
FEATURES
Location/Qualifiers
source1..397/organism="Homo sapiens"/mol_type="genomic DNA"/db_xref="taxon:9606"
BASE COUNT
117 a84 c
48 g
148 t
ORIGIN
RsaI site.
1 actgatttat ttttaataaa attacaagag attttaattt taaacccaaa agttctttta
61 ttgcatctca ctgtgtttag ctttgtttac cctttgagaa ggcctgagat aataactttc
121 ttcttcaact ctttcatcag ctcctgtaac cttttttcct taggttctta actgatgttg
181 tggcctgctg ctaaaaacgc tttatcttaa agttctaaaa ggaaatgttt tcttctaaca
241 taacattctg ggctcttgac tttatgaaat caaaaacttt cacttatgac caggatacac
301 tcttcctctg tctaactaat tcaagcacta tcttcattca ttttgacttg cagattatcc
361 aaacagactc cccataatga aaagcaatca cactgca//© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

現在の塩基配列データの量
塩基数: 1,400億© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

登録数: 1.5億

DDBJ に多くの配列が登録された生物種
Images created by the Wordle.net web application are licensed undera Creative Commons Attribution 3.0 United States License.

トウモロコシマウス
ブタ

ヒト
ラット

DDBJに登録されている生物種 Top 100のワードクラウド© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

ウシ

キーワード検索あれこれ
ARSA [DDBJ]: http://arsa.ddbj.nig.ac.jp
Entrez [汎用]: http://www.ncbi.nlm.nih.gov からGoogle Scholar [学術資料一般]: http://scholar.google.com
GOLD [ゲノムプロジェクト]: http://www.genomesonline.org

いきなり遺伝子のIDや一般名称でgoogle検索する、という手もあります© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ (http://www.ddbj.nig.ac.jp/)© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

ARSA http://arsa.ddbj.nig.ac.jp/

E. coli O157 を検索© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

検索結果: 絞り込みが必要だな...
←げげっ、絞り込めない...
↓塩基配列(DDBJ)

タンパク質ドメインなど

3D構造
パスウェイ

© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Advanced Searchへ←げげっ、絞り込めない...
↓塩基配列(DDBJ)

タンパク質ドメインなど

3D構造
パスウェイ

© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

いくつかの特徴で絞り込み© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

おやおや© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Escherichia coli O157 sakai でどや© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Escherichia coli O157 Sakai 株ゲノム

© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

BA00007を開く

フラットファイル閲覧© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Entrez http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Entrez↓【コツ】コレを打ち込むより、googleで「Entrez」検索した結果から開くほうが速いです

PubMedも包含する、NCBIの生物系検索決定版© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Entrezで同じ文字列を検索

論文

塩基配列
EST
アミノ酸配列ゲノム配列
3D構造© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Entrez: 大腸菌ゲノムページ© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Entrez: INSDC のリンクを開くと© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Entrez のフラットファイル表示© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

豊富なリンクとツール群

BLASTによる類似配列検索

特異的 primer デザイン

論文
© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

うーむ、がんばらねば© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

【New】
DB’s and Services forNGS© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

NGS× Next-Generation Sequencer⇩○ New Generation Sequencer© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

example of the NGSʼsRoche (454): GS FLX+ System
illumina: Genome Analyzer IIx System
Life Technologies: 5500 xl SOLiD System© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ Sequence
Read Archive (DRA)
新型シーケンサデータの保管庫
AG
GCT
CCGCT

© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ 配列リードアーカイブ (DRA)

http://trace.ddbj.nig.ac.jp/dra/© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DRA: 新型シーケンサデータを保存・共有

研究者

インターネットを通じて、登録・公開したデータを、別の研究者が再利用できる© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DRAsearch: 検索システム© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DRAsearch: Arabidopsis を選択© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DRAsearch: RNASeq を選択© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DRAsearch: Arabidopsis & RNASeq© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DRAsearch: SRP006839© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DRAsearch: SRX065809© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

SRA の Metadata© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

メタデータ構成の例例) 培養細胞: 薬剤処理 0, 12, 24 h 後の転写プロファイル解析
Submission
StudySample
Experiment (24 h)Experiment (12 h)Experiment (0h)RunRunRun24 h• 登録後、オブジェクトを追加できます• 別の Submission で登録済みのオブジェクトを再利用できます

12 h0h© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

See: “Documentation”© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ の全「ゲノム」(WGS) 登録数の増大
year

count

2012.1-282011

372010

52009

42008

22007

(※13 Human Gut Metagenomes) 162006

52005

020041© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ BioProject (New!)© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ BioProject とは© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

data© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

data© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

data© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

data© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

data© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

SRA 終了!?

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra (Feb. 2011)© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

EBIʼs response

http://www.ebi.ac.uk/ena/SRA_announcement_Feb_2011.pdf© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJʼs response

http://www.ddbj.nig.ac.jp/whatsnew/2011/DRA20110222.html© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

NCBI will continue to operate the SRA

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/news/13Oct2011.html© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

コスト：ストレイジ/配列決定110© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

将来... (コスト：ストレイジ/配列決定)

1
1© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

さらに... (コスト：ストレイジ/配列決定)

101© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

“NANOPORE” sequencer
http://www.nanoporetech.com/technology/introduction-tonanopore-sensing/introduction-to-nanopore-sensing© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

次々世代シーケンサに必要な配列DBとは∫ ⇒Δ・良いリファレンス
・良い定型解析手順© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Strange things in the Refseq / nr DB
protain (183) < protein
imilar to (28) < similar tosimila to (22) < similar tocromosome (4) < chromosome
RNA olymerase < polymerase
dehydrogenas, ehydrogenasetransposas, ransposase“2-Sep” for septin-2 < SEPT2© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

現状、ヘンなアノテーションが頻出してますIdentiﬁer “mutation” by Excel (2-Sep)

BMC Bioinformatics 2004, 5:80 doi:10.1186/1471-2105-5-80© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Identiﬁer “mutation” made by Excel

BMC Bioinformatics 2004, 5:80 doi:10.1186/1471-2105-5-80© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

SEPT2LOCUS
DEFINITIONACCESSIONVERSIONKEYWORDS
SOURCEORGANISMCOMMENT

2-Sep case in Refseq

XM_392412
2125 bpmRNAlinear
INV 12-APR-2011
PREDICTED: Apis mellifera septin-2 (2-Sep), mRNA.
XM_392412
XM_392412.4 GI:328785636.
Apis mellifera (honey bee)
Apis mellifera
Eukaryota; Metazoa; Arthropoda; Hexapoda; Insecta; Pterygota;
Neoptera; Endopterygota; Hymenoptera; Apocrita; Aculeata; Apoidea;
Apidae; Apis.
MODEL REFSEQ: This record is predicted by automated computationalanalysis. This record is derived from a genomic sequence(NW_003378075) annotated using gene prediction method: GNOMON,
supported by EST evidence.
Also see:Documentation of NCBI's Annotation Process

On Apr 12, 2011 this sequence version replaced gi:110757583.
FEATURES
Location/Qualifiers
source1..2125/organism="Apis mellifera"/mol_type="mRNA"/strain="DH4"/db_xref="taxon:7460"/linkage_group="LG6"gene
1..2125/gene="2-Sep"/note="Derived by automated computational analysis usinggene prediction method: GNOMON. Supporting evidence
includes similarity to: 436 ESTs, 11 Proteins"/db_xref="BEEBASE:GB17411"/db_xref="GeneID:408882"
misc_feature
164..166/gene="2-Sep"/note="upstream in-frame stop codon"
CDS
194..1444/gene="2-Sep"/codon_start=1/product="septin-2"/protein_id="XP_392412.2"

septin-2 はSEPT2と記述される筈

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
nuccore/XM_392412© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

How to Avoid such stupid Errors?
よいリファレンス配列データセット
よいリファレンスアノテーション
良い配列解析手順
遺伝子とメタデータのオントロジー
迷いとエラーの入らない配列解釈手順

コピペ禁止エクセル禁止© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

MicrobeDB.jp project (JST/NBDC)•Reference Microbe DBs & tools•Metagenome core DB & tools•Ortholog DB (MBGD)•Ontology (MEO)

遺伝研

菅原研＋中村研

基生研

東工大（代表）内山研

黒川研© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

KazusaAnnotation⇩
TogoAnnotation

MicrobeDB.jp project のご紹介

© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ
休止中
pipeline
CCGCTAG
GCT© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ Pipeline: クラウド型解析ツール© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DDBJ Pipeline: クラウド型解析ツール
研究者

WWWサーバDDBJ スーパーコンピュータ

計算資源が足りない → DDBJスパコンを使おう
解析できない → web ブラウザから自分で解析© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

よく用いられるDRA pipeline: ソフトウェア

解析用ソフトウェアを用意。クリックだけで実行可能© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DRA pipeline: 比較対象

イネ、マウスなど
解析比較対象となる配列を多数用意© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

ネットワークを介してDDBJを使い倒す
遺伝研DDBJスーパーコ
ンピュータ

CC-PD from OpenClipart

170 TB© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

DRA + DRA pipeline: 課題 = 非力
•DRA (DDBJ)
Strage: NFS 170 TB•DRA pipeline (Mapping): an200 (DDBJ)
2x4 cores, 3.16GHz, 16GB memory x 33 nodes
Strage: NFS 105 TB• DRA pipeline (Assemble): assembly1
4 cores, 2.49GHz, 256GB memory•開発用: Genome Informatics Laboratory's Takeru
4 nodes / 24 cores in total (24GB memory each)© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

新スーパーコンピュータ (from Mar. 2012)“thin”
64GB memory
x 700 nodes

2+5 PB
Lustre高速ストレイジ“medium”
2TB memory
x 2+2

3+2.5 PB
省電力大容量CC-PD from OpenClipartストレイジ© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本“fat”
10TB memory(SGI UV)未来の一つの形かもしれないかもしれない

DNA DropBoxof Japan© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Cloud strage with automatic pipeline@SRR001654.1 9460:7:1:830:763 length=36
GTCAATATTAATCATACCAATATACTCAAAAAATAA+SRR001654.1 9460:7:1:830:763 length=36
I+-&*4)%+5'#%/)&$%$#%"#&%'%"$%#%%!""@SRR001654.2 9460:7:1:402:781 length=36
GGTCTAAAAAGCAAAATTCAGTCTTCAAAATAATTC+SRR001654.2 9460:7:1:402:781 length=36
II+(%$+%'&+*-0+/*("%&+"*&"(*$""#%%&$@SRR001654.3 9460:7:1:433:775 length=36
GTGCTTTTTTTTTTCCAGGAAGTTGTCTCCTCTATC+SRR001654.3 9460:7:1:433:775 length=36
II3DI>IIIIIIIB7.,&%&'&)."+%,$"&$&"%#

low-data

・assemble
・mapping

Report!

・BLAST・gene-finding...

© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本

Acknowledgements
DRA, BioProject &DDBJ pipeline
are supported by Integrated Lifescience
Database Project, BIRD and DDBJ.

Dr. Yuichi Kodama

TogoAnnotation &MicrobeDB.jp
is supported by Integrated Lifescience
Database Project.

Prof. Hideaki Sugawara(DDBJ DRA/DTA annotator)

Dr. Eli Kaminuma

Mr. Takatomo Fujisawa(Project Research Scientist)(Assist. Prof. at Genome Informatics lab)Dr. Hideki Nagasaki(KAKENHI “genome support” ResearchScientist)

Ms. Takako Mochizuki(TRIC Research Scientist)

Dr. Shinobu Okamoto(Project Assoc. Prof. at DBCLS)

the other my labʼs members,
MicrobeDB.jp project members
and the Kazusa people

the other my labʼs members andDDBJ people© 2012 中村保一 (国立遺伝学研究所) licensed under CC表示2.1日本ご清聴ありがとうございました
にゃ

CC-BY 猫部