Pfamデータベース
Pfamは、タンパク質ファミリーのデータベースであり、アノテーションと隠れマルコフモデルを用いて生成された多重配列アライメントを含んでいる。最新版のPfam 33.1は、2020年5月にリリースされ、18,259件のファミリーを収録している。
時間の経過とともに配列と残基の網羅率が増加し、ファミリーが増えるにつれ、より多くの進化的関係が発見され、ファミリーをクラン(clan、一族の意味)に分類することができるようになった。クランは、2005年にPfamデータベースに最初に導入された。これらは、構造的、機能的、配列およびHMMの比較によって確認された、単一の進化的起源を共有する関連ファミリーのグループである。リリース29.0の時点で、タンパク質ファミリーの約1/3がクランに所属していた。この部分は、2019年(バージョン32.0)までに約3/4まで増加した。
クラン関係の可能性を特定するために、Pfamキュレーターは、ECODデータベースからの情報に加えて、出力の単純比較プログラム(Simple Comparison Of Outputs Program、SCOOP)を使用している。ECODは、構造が知られているタンパク質ファミリーの半自動階層型データベースであり、Pfamエントリーに容易にマッピングされるファミリーと、通常Pfamクランにマッピングされるホモロジーレベルを備えている。
また、InterProおよびPfamのデータに基づいて記事を生成する自動化された手順も実装されており、これは情報やデータベースへのリンク、利用可能な画像をページに事前設定し、キュレーターによるレビューを受けた記事はサンドボックスからウィキペディアに適切に移動される。記事の破壊行為を防ぐために、ウィキペディアの各改訂版は、Pfamのウェブサイトに表示される前に、キュレーターによってレビューされる。ただし、ほとんどすべての破壊行為は、キュレーターに届く前にコミュニティによって修正されている。
Pfamは、3つのグループからなる国際コンソーシアムによって運営されている。Pfamの初期のリリースでは、ファミリーエントリーの修正は英国のケンブリッジのサイトでしかできず、コンソーシアムメンバーがサイトのキュレーションに貢献する能力は制限されていた。リリース26.0では、開発者は新しいシステムに移行し、世界中の登録ユーザーがPfamファミリーを追加または修正できるようになった。
このような大規模なデータベースをキュレーションするには、新規のファミリーや更新情報を追加する量を維持する点で問題を提示した。データベースのリリースを迅速に行うために、開発者はデータベースの管理にコミュニティが深く関与できるように、さまざまな取り組みを開始した。
エントリーの更新と改善のペースを上げるための重要なステップは、リリース26.0でPfamドメインの機能アノテーションをウィキペディアコミュニティに公開することであった。すでにウィキペディアがエントリを持っているエントリはfamページにリンクし、持っていないエントリについては、コミュニティがエントリを作成してキュレーターに通知してリンクするようにした。コミュニティの参加により、これらのファミリーのアノテーションレベルが大幅に向上することが予想される一方で、中にはウィキペディアに掲載するには不十分なものもあり、その場合は元のPfamの記述が保持される。ウィキペディアの記事の中には、ジンクフィンガーの記事のように、複数のファミリーを扱っているものもある。
そのため、ゲノム配列がより効率的になり、時間の経過とともにより多くのデータを処理する必要が生じたときに、どのようにしてデータベースを最新の状態に保つかというジレンマに対する有望な解決策となった。データベースの更新速度はバージョン24.0でさらに向上し、HMMER2の~100倍の速度でより高い感度を持つHMMER3が導入された。
Pfam-Aのエントリーはすべての既知のタンパク質を網羅していないため、Pfam-Bと呼ばれる自動生成された補足が提供された。Pfam-Bには、ADDAというアルゴリズムによって作成されたクラスターから派生した多数の小さなファミリーが含まれていた。Pfam-Bファミリーは品質は劣るもののPfam-Aファミリーが見つからない場合に役立つ。Pfam-Bはリリース28.0で廃止されたが、新しいクラスタリングアルゴリズムMMSeqs2を使用してリリース33.1で再導入された。
Pfamは当初、冗長性を維持するために世界中の3つのミラーサイトでホストされていた。しかし、2012年から2014年にかけて、PfamリソースはEMBL-EBIに移動された。これにより、重複する2つの独立したデータセンターを使用して、1つのドメイン(xfam.org)からウェブサイトをホスティングできるようになった。これにより、複数のセンターからのホスティングによる重要な障害許容力を維持する一方で、更新情報の一元化や、Rfam(英語版)、TreeFam(英語版)、iPfamなどの他のXfamプロジェクトとのグループ化が可能になった。
Pfamは、キュレーションにかかる手作業をさらに削減し、より頻繁な更新を可能とするために、過去2年間で大幅な再編成を行った。