ゲノムプロジェクト

ゲノムプロジェクトとは、DNAシークエンシングによって生物のゲノムの全塩基配列を解読し、タンパク質コード領域やその他のゲノム領域のアノテーションをつけることを目的としたプロジェクト。当初はヒトをはじめ、マウスや線虫などのモデル生物が主な対象であったが、多くの生物種に対象は拡大している。各国の公的研究機関がチームを組んでプロジェクトを進行させるケースが多いが、イネや小麦などの主要農産物については企業による解読もなされた。

塩基配列情報は重要なものではあるが、それだけでは生物の理解には不十分であり、遺伝子領域や制御領域の認識、それらの役割の解明などを進めていくことが望まれる。これらの研究をポストゲノムと総称する。

ゲノムアッセンブリング
ゲノムアッセンブリングとは、大量の短いDNA断片の配列を決定し、元となった染色体のDNA配列を構築しようとする過程である。配列アセンブリングなどとも呼ばれる。ショットガン・シークエンシング法によるプロジェクトでは、サンプルから得られたDNAは断片化されている。これら一つ一つの断片はリードと呼ばれ、シーケンサーにより配列決定される。得られたリードは、バイオインフォマティクス的なアルゴリズムによりオーバーラップする部分を探索しつなぎ合わせていく。

ゲノムアッセンブリングは非常に困難な技術的問題を抱えている。それはマイクロサテライトや、SINEs、LINEsといった繰り返し配列がゲノムには大量に含まれるためである。とりわけ、ゲノムサイズの大きい動植物ではこれらのリピートは数千塩基におよんだり、大量に散在している。

結果として得られるドラフト配列は、コンティグごとにまとめられ、領域ごとの情報とリンクさせるための足場となる。

ゲノムアノテーション
ゲノムアノテーションとは、配列に生物的な情報を注釈する過程である。

ゲノムプロジェクトとモデル生物の一覧

後生動物 Metazoa 
 節足動物 Arthropoda:
 ネッタイシマカ（デング熱） Aedes aegypti
 ヒトスジシマカ Aedes albopictus
 Aedes triseriatus
 マダニ Amblyomma americanum
 ハマダラカ (マラリア) Anopheles gambiae: 2002年10月
 ミツバチ Apis mellifera ligustica
 カイコ Bombyx mori:2004年2月29日
 アカイエカ Culex pipiens
 キイロショウジョウバエ Drosophila melanogaster：BDGP, Celera, 2000年3月24日
 ツェツェバエ （トリパノソーマ） Glossina morsitans
 キョウソヤドリコバチ Nasonia vitripennis
 脊索動物 Chordata:               
 ウシ Bos taurus: 進行中
 イヌ Canis familiaris
 ウマ Equus caballus: 進行中
 ネコ Felis catus: 進行中
 ヒト Homo sapiens
 マウス Mus musculus:
 チンパンジー Pan troglodytes
 ラット Rattus norvegicus：2004年4月1日
 イノシシ、ブタ Sus scrofa
 ニワトリ Gallus gallus
 アフリカツメガエル Xenopus laevis
 ネッタイツメガエル Xenopus tropicalis
 メダカ Oryzias latipes: 700 Mbp, NIG、東京大学, 2007年
 ゼブラフィッシュ Danio rerio: 進行中
 トラフグ Fugu rubripes: 365 Mbp
 ミドリフグ Tetraodon nigroviridis
 カタユウレイボヤ Ciona intestinalis
 線形動物 Nematoda:               
 マレー糸状虫（フィラリア） Brugia malayi
 Caenorhabditis briggsae
 Caenorhabditis elegans: 100.274 Mbp, サンガーセンター、ワシントン大学, 1998年
 吸虫 Trematoda:         
 日本住血吸虫 Schistosoma japonicum
 マンソン住血吸虫 Schistosoma mansoni

植物 Plantae 
 シロイヌナズナ Arabidopsis thaliana
 トマト Lycopersicon esculentum
 タルウマゴヤシ Medicago truncatula
 イネ Oryza sativa
 ミヤコグサ Lotus japonicus
 ポプラ Populus trichocarpa
 ブドウ Vitis vinifera: 467.5 Mbp, フランス＆イタリア, 2007年

菌類 Fungi 
 子嚢菌 Ascomycota:
 アスペルギルス（コウジカビ類）Aspergillus fumigatus
 アスペルギルス・ニデュランス Aspergillus nidulans
 アスペルギルス Aspergillus parasiticus
 アスペルギルス Aspergillus terreus
 カンジダ Candida albicans
 カンジダ Candida glabrata CBS138
 Debaryomyces hansenii
 Fusarium sporotrichioides
 イネバカナエ菌病菌 Gibberella zeae PH-1
 Kluyveromyces lactis
 アカパンカビ Neurospora crassa
 ニューモシスチス・カリニ（カリニ肺炎） Pneumocystis carinii
 出芽酵母 Saccharomyces cerevisiae
 分裂酵母 Schizosaccharomyces pombe
 Yarrowia lipolytica
 担子菌 Basidiomycota:
 クリプトコッカス Cryptococcus neoformans
 Phanerochaete chrysosporium
 微胞子虫 Microsporidia:
 Encephalitozoon cuniculi

原生生物 
 アピコンプレックス門 Apicomplexa:
 牛バベシア Babesia bovis
 鶏盲腸コクシジウム Eimeria tenella
 小形クリプトスポリジウム Cryptosporidium parvum
 ヒトクリプトスポリジウム Cryptosporidium hominis TU502
 ネズミマラリア原虫 Plasmodium berghei
 Plasmodium chabaudi
 熱帯熱マラリア原虫（マラリア） Plasmodium falciparum
 カニクイザルマラリア原虫 Plasmodium knowlesi
 三日熱マラリア原虫（マラリア） Plasmodium vivax
 ヨーエリマラリア原虫 Plasmodium yoelii
 熱帯ピロプラズマ病タイレリア Theileria annulata
 東沿岸熱タイレリア Theileria parva
 トキソプラズマ Toxoplasma gondii
 Bacillariophyta（珪藻）:
 Thalassiosira pseudonana
 Cryptophyta（クリプト藻）:
 Guillardia theta
 Dictyosteliida:
 Dictyostelium discoideum
 Diplomonadida:
 ランブル鞭毛虫 Giardia lamblia
 Entamoebidae:
 赤痢アメーバ Entamoeba histolytica
 Heterokontophyta（不等毛藻）
 シオミドロ Ectocarpus siliculosus 2010年6月
 Rhodophyta（紅藻）:
 スサビノリ Pyropia yezoensis
 シアニディオシゾン Cyanidioschyzon merolae
 Kinetoplastida:               
 リーシュマニア（カラアザール） Leishmania major
 ガンビアトリパノソーマ（アフリカ睡眠病） Trypanosoma brucei
 クルーズトリパノソーマ（シャーガス病） Trypanosoma cruzi

細菌 
2008年10月現在、細菌では780の菌株のゲノム解読が終了している。

古細菌 
2008年10月現在、古細菌では53の菌株のゲノム解読が終了している。3ドメインの中では最も解読数が少ないが、発見種も少ないため解読された割合自体は最も高い。ほぼ全ての目に渡って解読種が存在する。

細胞内小器官 
葉緑体やミトコンドリアもそれぞれ独自にゲノムを持っており、これらについてのゲノムプロジェクトも進行している。

ウイルス 
ウイルスは宿主の遺伝子に依存しているためゲノムサイズが小さい。2008年10月現在、ウイルスでは2700種のゲノム解読が終了している。

メタゲノム 
メタゲノム解析は単一菌種の分離・培養過程を経ずに、微生物の集団から直接そのゲノムDNAを調製し、そのヘテロなゲノムDNAをそのままシークエンシングする。そのため、メタゲノム解析により従来の方法では困難であった難培養菌のゲノム情報が入手可能となった。

脚注

関連項目 
 モデル生物
 ヒトゲノム計画
 バイオインフォマティクス
 1000人ゲノムプロジェクト

外部リンク 
 ゲノムプロジェクト進行状況データベース（英語）

けのむふろしえくと
けのむふろしえくと
遺伝学
生物学史