1. 配列決定法とゲノムプロジェクト

Jul2014東京工業大学「バイオインフォマティクス」演習 topへ戻る

ゲノムプロジェクト

シークエンシングテクノロジの進歩

蛍光によるdideoxy法（サンガー法）

• Polymerase Chain Reaction
  • http://www.youtube.com/watch?v=QaWLJVGEFi8 (youtube)
• Sanger Sequencing (dideoxy method)
  • http://www.youtube.com/watch?v=oYpllbI0qF8 (youtube)
  • http://www.youtube.com/watch?v=6ldtdWjDwes (youtube)

New Generation Sequencer (NGS)

• illumina Genome Analyser – http://www.youtube.com/watch?v=77r5p8IBwJk (youtube)
  • フラットな固層上に適当な間隔でDNAを1分子ずつ固定、基盤上で「ブリッジPCR」を行い、スポットとしてDNAを増幅
  • 相補鎖合成を行いながら、4つの塩基に別々の蛍光標識をつけておいて、結合した塩基の場所をスポットの光として特定し、塩基配列を解読していく

どのような目的でシーケンスを行うのか

NGSの出現によって可能になった塩基配列決定プロジェクト

• 1000ゲノムプロジェクト
• 環境ゲノミクス

DDBJ @ 国立遺伝学研究所 http://www.ddbj.nig.ac.jp/

GenBank, ENA と国際協力関係にある、塩基配列のアーカイブです

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【実習】配列情報へのアクセス

1. Entrez 改め GQuery

National Center for Biotechnology Information (NCBI)の、配列と論文に関連した情報を何でも引けるNCBIの生物系検索決定版

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gquery

1. GQuery をひらき、眺める（大量のデータベースの複合体）
2. interleukin-2 から検索スタート
3. AND human を追加して絞ってみる (interleukin-2 AND human で検索)
4. AND full length cDNA を追加 (interleukin-2 AND full length cDNA で検索)
5. 左下あたりの「Nucleotide 43 件」を開いてみると、Mouse などがコンタミしてるので、右ペインの Top Organisms から Homo sapiens (11) を選択
6. 検索結果を開き、それぞれのFeatures（特徴）とそこからのリンクを確認しよう。

• 【応用】: Pubmed で同様に論文を検索しなさい。
• 【応用】: 右上の Sign in to NCBI からログインすると、どのようなすばらしいサービスが受けられるのかを確認しよう。まだ使ってない人は登録して他のラボメンバーに差をつけよう。

2. GOLD

世界中のゲノムプロジェクトとESTプロジェクトを網羅したすごいテーブル http://www.genomesonline.org

• メタゲノムプロジェクト（複数の生物をまとめて読んでしまうやりかた） metagenomes
• 終了したプロジェクト: Complete Projects
• 進行中のプロジェクト: Incomplete Projects
• アナウンスされているプロジェクト: Targeted Projects

• 生物の種名の調べ方
  • いきなりgoogleとかでもいいんですよ http://www.google.co.jp/
• 【実習】大腸菌O111ゲノムは決められている？
• 【実習】大腸菌のゲノムプロジェクトはいくつ存在？そのうち、完成して発表 (Complete and Published) されたプロジェクトはいくつか？
• 【実習】ネコゲノムプロジェクトって存在する？そのフェイズは？

See also: 統合TV「GOLD -Genomes Online Databaseを使い倒す 2013」http://togotv.dbcls.jp/20131029.html

3. NCBI Taxonomy

生物分類と配列情報を関連させて調べたい場合にはここ。30万種以上の生物が網羅されています。分類体系は独自な場合もあるので注意   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy

• 【実習】あなたが興味のある生物種のプロジェクトはないかNCBI Taxonomy で調べてみよう （例：Arabidopsis, cat, mouse, … あなたの研究対象／興味のある生物でどうぞ）

1. 生物名（common name ＝一般名 も可）で検索できます。
2. 右ペインの  Entrez records から、その生物種の NCBI のリソースにおさめられている DB を展開してみましょう（Nucleotide〜Genome, PopSet, GEO, SRA, BioProject, BioSample, BioSystems, …）
3. 下部の Lineage から類縁の生物種を展開してみましょう
4. 下スクロールして Genome Information, External Information Resources を確認しましょう。GOLD へはここからも行けますね。学名で引かなくて良いのでここから行く方が早そう

See also: 統合TV「NCBI Taxonomy Browserを使って、生物分類と配列情報を関連させて調べる」 http://togotv.dbcls.jp/20090226.html

4. DDBJ の NGS アーカイブと、解析パイプライン、BioProject

• NGS データアーカイブ: DDBJ SRA (DRA) http://trace.ddbj.nig.ac.jp/dra/
  • SRA は NGS の生データアーカイブです。自分でデータ取得できなくても類縁生物との比較による SNP 発見や発現解析などは公開データを使って実施できる場合があります
  • 【実習】DRAsearch を使って興味のある材料／方法論のデータを検索してみましょう。SRA 単独を探す場合には NCBI よりも使いやすいという評判もありますよ

• NGS の解析処理を支援するクラウド: DRA pipeline http://p.ddbj.nig.ac.jp/
  • 【デモ】右上の Login as “guest” から利用イメージをみてみましょう

See also: 統合TV「今日からはじめるDDBJ Read Annotation Pipeline」http://togotv.dbcls.jp/20100617.html

• スパコンくらい自分でガシガシつかえるよってひと＞「遺伝研」「スーパーコンピュータ」で検索。無料です！

• 今後重要になってくる Bundle 型 DB
  • DDBJ BioProject: http://trace.ddbj.nig.ac.jp/bioproject/
  • DDBJ BioSample: http://trace.ddbj.nig.ac.jp/biosample/

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