ヒトゲノム情報へアクセスするためのブラウザーについて
東京医科歯科大学
生命情報学
田中義智

はじめに2003年4月14日にヒトゲノム完全解読宣言がなされました。（ゲノムの遺伝子領域とユークロマチンの99%が99.99%の精度で解読された。）
これによりゲノム情報を用いたさまざまな研究が可能となった。
本チュートリアルでは、ヒトゲノム情報を利用するための代表的なブラウザとその使用法を紹介する

修士課程での研究

核内受容体の新規標的遺伝子をみつけたい
ゲノム上から応答配列を見つけだす

これら重要な配列上にSNPsがあるか？

チュートリアルの内容
 遺伝子の総合的な情報を調べる
 遺伝子の位置と近傍の遺伝子を調べる
 塩基配列の収集
 遺伝子内部、上流、下流

 SNPsを調べる

国際塩基配列データベース
 エントリ数は異なるが基本的に同じ塩基配列データ
 塩基配列に与えられたアクセッション番号は3者間で共通となる
 数は多いが重複が多く、品質もまちまち
http://www.ddbj.nig.ac.jp/intro-j.htmlより転載

配列のアノテーション

ヒトゲノム配列はNCBIで組み立てた配列を基準配列としている
その後のアノテーション（annotation, 注釈付け）
はサイトにより異なる
塩基配列

アノテーション !

ヒトゲノム情報

塩基配列塩基配列++ 情報情報

NCBIのRefSeq計画


分子生物学のセントラルドグマを構成する分子（DNA, mRNA, タンパク質）についての基準となる配列を提供
 GenBankに重複登録されているデータを簡素化（non-redundant）

 mRNA : NM_*
 タンパク質 : NP_* ゲノム配列 : NT_*GenBank

重複の減少
品質保証

RefSeq代表的なブラウザ
 NCBI http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

 UCSC http://genome.ucsc.edu/

 Ensemble http://www.ensembl.org/

遺伝子の情報 NCBIのEntrez Geneを使用
 ゲノム完全配列によるRefSeqとしてアノテーションされた遺伝子とLocusLinkからの情報を統合
 LocusLink上の遺伝子に関する情報はEntrezGeneに移されている
 LocusIDとGeneIDは互換性があるEntrezを選択 homo abca1と入力

Goをクリック

クリック

クリック

遺伝子の位置と近傍遺伝子を調べる
 TNFαを例にNCBIのMap Viewerを使用
 http://www.ncbi.nlm.
nih.gov/

Map Viewer をクリック

Homo sapiens (human)をクリック

tnfaと入力

Findボタンを押す

クリック

クリックしてズームアウト

クリック

クリック

核内受容体について細胞質リガンド（脂溶性）核
核内受容体
転写共役因子群

転写
応答配列

標的遺伝子

基本転写因子群

配列の収集 遺伝子の配列および上流、下流配列
 UCSCのゲノムブラウザを使用
 http://genome.ucsc.edu/
 Human hg17 assembly (May 2004 : based on

NCBI Build 35) 他にhg16(July 2003,based on NCBI Build 34),hg15(April 2003,based on NCBI Build 33)が選択可能 ABCA1遺伝子を例に説明

クリック

クリック
abca1と入力

クリック

クリック

クリック

チェックを入れて、10000と入力

クリック

FASTA形式で指定した配列が表示される

プロモータ配列収集法 2
 DBTSS (DataBase of Transcriptinal StartSites) Release 3.0 (September, 2003)
 Based by UCSC hg13

 先ほどと同じ、ABCA1遺伝子を例に説明
 http://dbtss.hgc.jp/index.html

DBTSSの特徴
mRNA5’端に存在するキャップ構造を特異的に選別するオリゴキャッピング法を用いて、完全長cDNAライブラリを構築
 この完全長cDNAライブラリとヒトゲノム配列とを比較し、ゲノム上への転写開始点マッピングをし、公開している
 最近ではヒトとマウスのプロモータ配列の比較が出来る dbSNPデータベースをもとにしたSNPのマッピング従来のcDNA作成技術の欠点
 5’末端が欠失していることが多い 逆転写酵素が途中で鋳型mRNAから脱落
 5’末端が加水分解により失われてしまった
mRNAが鋳型として用いられた
http://dbtss.hgc.jp/icons/conventional.jpgより転載

オリゴキャッピング法
 5’末端のキャップ構造を合成オリゴで置換する
 完全な5’末端を持つmRNAを選別 完全長cDNAライブラリを構築可能

http://dbtss.hgc.jp/icons/twdfull.jpgより転載

RefSeq ID : 005502を入力
クリック

Ensemble, RefSeq

Oligo-capped cDNA

上流1000,下流100と入力
submitをクリック

FASTA形式で目的の配列が表示される

SNPsとはDNA多型のなかの1つ 1塩基多型（SNPs : Single Nucleotide
Polymorphisms）
 ゲノム内のある1塩基が個体によって異なり、ヒト集団内に1%以上で存在するもの
 ヒトでは1~2kpbに1個の割合で存在


なぜSNPsが注目を集める？
 遺伝マーカーとして有用→ 疾患関連遺伝子探索

 ゲノム中に安定して存在 検出が簡便であるので、高速に大量のSNPタイピングが可能

SNPsを調べる
Goをクリック
SNPを選択homo abca1と入力

NCBIのトップページ
NCBIのdbSNPを使用

Gene Viewをクリック

遺伝子全体の概要が示される

クリック

SNPs個々の情報

この位置がC or T

Nucleic Acid Research
Database Collection

毎年始めに出版している同じデータベースが毎年掲載されるわけではないので、過去数年分を参照する必要ありすべて無料でダウンロードできる
http://nar.oupjournals.org/content/vol32/suppl_1/

参考文献
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基本応用
52634参考文献①①②②③③④④⑤⑤⑥⑥⑦⑦「できるバイオインフォマティクス」
広川貴次、美宅成樹 著
中川書店「今日からできるバイオデータベースとウェブツールの手とり足とり活用法」
中村保一、磯合敦、石川淳 編集
羊土社「東京大学バイオインフォマティクス集中講義」
高木利久 監修
羊土社「ゲノミクス・プロテオミクス・バイオインフォマティクス入門」
松尾洋 監訳
オーム社「初心者でもわかる！バイオインフォマティクス入門 やさしいUNIX操作から遺伝子・タンパク質解析まで」
坊農秀雅 著
羊土社「バイオインフォマティクスのためのPerl入門」
James Tisdall 著、水島洋 監修・訳
オライリー・ジャパン「バイオ研究が10倍はかどるMacOSX活用マニュアル セットアップから超簡単データ解析まで」
中村保一、磯合敦、荻島創一 著
羊土社

最後にヒトゲノム情報にアクセスする代表的なブラウザの基本的な使い方をいくつか紹介した。本チュートリアルをきっかけとして、ヒトゲノム情報を最大限利用できるよう、各ブラウザの発展的な使用法を身につけてもらいたい