AJACS蝦夷/講習内容/part4

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AJACS蝦夷/講習内容/part4

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遺伝子機能予測とDB高度化
【実習】Interpro・GO・KazusaAnnotation
【実習】DB高度化

_ 遺伝子機能予測とDB高度化

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_ 遺伝子の機能をしるためには

機能が「本当の意味で」判明している遺伝子はおどろくほどすくない

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_ 実験で知る・推し量る

酵素活性をはかる
- 遺伝子（DNA）→転写→RNA→翻訳→タンパク質
- タンパク質をとり、どんな酵素活性をもつか調べる
逆遺伝学
- 古典的遺伝学　形態や現象から遺伝子へ
- 逆遺伝学　遺伝子から形質や現象へ＝遺伝子を「潰す」
転写差物の動態を観察する

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_ 類推する方法は？

配列の類似
- 配列が似ていれば機能も似ている（多分）
- 類似の類似の類似の類似は類似でないかもしれない
  - 「相同」（homology）人の手＝猫の手＝鳥の羽
  - 「相似」（similarity）コウモリと鳥の羽、パンダの親指
- 部分一致している部分は機能と関わらないかもしれない
- 機能とかかわれない領域の部分的な一致が非常に危険

配列類似検索の対象は、信頼できる配列セットから順に使う
- UniProtKB/SwissProt?: http://www.ebi.ac.uk/swissprot/
- UniProtKB/TrEMBL: http://www.ebi.ac.uk/trembl/
- NCBI nr: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Education/blasttutorial.html (description)
配列類似検索以外の機能予測方法を用いる
機能に関わるタンパク質の部分配列
- 機能に関わるタンパク質の部分配列（モチーフやドメイン）
- Interpro: さまざまなタンパク質機能探索のための統合データベース
  http://www.ebi.ac.uk/interpro
注釈の「根拠 (evidence)」が明示できる方法で注釈する
機能アノテーションの「根拠」を記載する方法が提唱されている
- see: http://www.geneontology.org/ -> Documentation -> Evidence Code Guide
  - IDA (Inferred from Direct Assay)
  - TAS (traceable author statement)
  - IEA (Inferred from Electronic Annotation)
  - ISS (Inferred from Sequence or Structural similarity) etc.

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_ 【実習】Interpro・GO・KazusaAnnotation

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_ Interproscan

モチーフ、プロファイル検索のまとめがけ、Gene Ontrogyにまで到達可能な優れたアミノ酸配列解析総合サイト

googleの検索窓に「interproscan」と入れて、googleで探し出す ( http://www.ebi.ac.uk/InterProScan/ )

Enter or Paste a PROTEIN Sequence in any formatに以下の配列をコピペする (ctl-C then ctl-V)

>opsin Rh2(Drosophila melanogaster)
MERSHLPETPFDLAHSGPRFQAQSSGNGSVLDNVLPDMAHLVNPYWSRFAPMDPMMSKIL
GLFTLAIMIISCCGNGVVVYIFGGTKSLRTPANLLVLNLAFSDFCMMASQSPVMIINFYY
ETWVLGPLWCDIYAGCGSLFGCVSIWSMCMIAFDRYNVIVKGINGTPMTIKTSIMKILFI
WMMAVFWTVMPLIGWSAYVPEGNLTACSIDYMTRMWNPRSYLITYSLFVYYTPLFLICYS
YWFIIAAVAAHEKAMREQAKKMNVKSLRSSEDCDKSAEGKLAKVALTTISLWFMAWTPYL
VICYFGLFKIDGLTPLTTIWGATFAKTSAVYNPIVYGISHPKYRIVLKEKCPMCVFGNTD
EPKPDAPASDTETTSEADSKA

Submit Job をクリックしてジョブをスタート
グラフィクス表示とTable表示の両方でこの配列がもつモチーフ・プロファイルを確認

【発展】どのようなプログラムが使われているのか？それぞれの詳細について調査し理解しましょう

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_ GO: Gene Ontology

遺伝子機能注釈のための生物共通語彙を提供。evidence が明記されているのはすばらしい

http://www.geneontology.org
1. transcription repressor activityで検索
2. 数が多すぎるので、フィルターの「Data source」を「TAIR」に「Evidence code」を「IDA」にして[Set filters]
3. CCA1, CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED 1 をクリックして遺伝子の詳細を見る【evidence codeに注意】
4. フィルターの「Evidence code」を「All」にして[Set filters]　【それぞれのevidence codeに着目】
5. circadian rhythm (GO:0007623) をクリックしてGOの詳細を見る
6. Term Lineageのcircadian rhythmの数字の部分をクリックして、タームに関連する遺伝子のリストを表示する【ここでも、それぞれのevidence codeに着目】
7. Evidence CodeをIDA (Inferrd from Direct Assay) に限定するfilterをかけてみる。speciesをA. thalianaに限定してみるなどの操作を行ってみる。IDA, TASなど、複数のEvidence codeを反転させたいときは、Macならcommand key+クリック, windowsの場合はCtrl+クリック。

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_ KazusaAnnotation

統合DBプロジェクトにおける、オープンアノテーションへの挑戦。現在進行形

遺伝子アノテーションの実施、共有、公開の場を提供
- ウェブアノテーション／ソーシャルブックマーク／URLにアノテーションできるツール
- ゲノムデータベースが遺伝子のURLを提供
- アノテーション＝遺伝子（URL）、ユーザ、コメント、タグ、タイムスタンプ
- タグでゆるやかにアノテーションを分類
- 登録ユーザは自由にアノテーションを追加できる。
  - ユーザ登録は、http://openid.dbcls.jp でアカウントを取得してから http://navi.kazusa.or.jp でできます。【宿題】

http://a.kazusa.or.jp/
- キーワード検索（例：photosystem）
- 76 annotations というようなところをクリックして、アノテーション先のページのページを開く。
  - タグ pmid:15694347 をクリックして内容を確認する。
    pmid:15694347という論文からつけられたアノテーションが（この遺伝子を含む）リストが表示される。
  - タグ CyanoGenes:463 をクリックして内容を確認する。
    CyanoGenes?として登録されたレコードが表示される。

Gene Indexing
- KazusaAnnotation を利用した持続的な遺伝子アノテーションの実証実験
- 文献中に出現する遺伝子名の場所を記録
  - Title, Abstract, Results, Table 1, Figure 1, ...
  - ファクトデータ、廃れない、
  - 専門知識が少なくても追加作業ができる
  - 遺伝子側からのビュー例：slr1311
  - 文献側からのビュー例：PMID:12228353

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