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1 ライフサイエンスデータベース統合推進事業統合化推進プログラム ゲノム 疾患 医薬品のネットワークデータベース実施状況 京都大学化学研究所 金久 實 2018 年 8 月 22 日サイトビジット資料

2 KEGG NETWORK とは NAR DB Issue 2017 KEGG: new perspectives on genomes, pathways, diseases and drugs From gene-disease association to network-disease association ヒトの疾患を 生体システムを構成する分子ネットワークのゆらぎと関連づけるという新しい概念に基づくデータベース From gene variants to network variants KEGG PATHWAY にあるレファレンスネットワークに対して ヒト遺伝子バリアント ウイルスその他の病原体 様々な環境因子 医薬品などがどのようなゆらぎをもたらしているか 文献に基づく知識を集約

3 基本構想 本研究開発では ゲノムの情報から疾患や医薬品に関する知見を得るための新しいデータベースとして ヒトゲノムのバリエーション ( 多様性 ) を 生体システムを構成するネットワーク要素のバリエーションとして蓄積した KEGG NETWORK を開発する KEGG MEDICUS には疾患情報 医薬品情報 ネットワーク情報が統合され クリニカルシークエンシングデータの解釈や医薬品標的分子の探索など ゲノム情報有効利用のための新たなレファレンスリソースとして提供する ゲノム情報を社会で活用するための基盤データベース KEGG MEDICUS 研究者コミュニティ KEGG NETWORK KEGG DRUG KEGG DISEASE 医薬品添付文書 医療従事者一般の人々

4 KEGG/GenomeNet ウェブアクセス統計月間ユニーク訪問者数 150 万 100 万 50 万 KEGG 開始 KEGG MEDICUS

5 KEGG NETWORK Linking disease-related gene variants to network elements KEGG PATHWAY KEGG NETWORK KEGG GENES / KO Animals Homo sapiens Variant groups Eukaryotes Plants Fungi Protists Prokaryotes Bacteria Archaea KO annotation Variant annotation Genome sequence data Metagenome sequence data Clinical sequence data

6 nt06210

7 KEGG NETWORK 開発進捗状況 2017 年 12 月 最初のバージョンとしてがんのネットワークを公開 2018 年 5 月 内分泌 代謝のネットワークを公開 2018 年 8 月 ウイルスのネットワークを公開 Reference network elements 109 Variant network elements caused by gene variants caused by viruses caused by drugs Total 448 As of August 21, 2018

8 KEGG NETWORK: Cancer Networks Signaling network MAPK (ERK) signaling MAPK (JNK) signaling MAPK (p38) signaling Other RAS signaling PI3K signaling WNT signaling NOTCH signaling HH signaling TGFB signaling JAK-STAT signaling Calcium signaling TLR signaling IFN signaling TNF-NFKB signaling CXCR signaling HIF-1 signaling KEAP1-NRF2 signaling NR signaling MHC presentation Autophagy Cell cycle G1/S Apoptosis Telomerase activity Transcription All cancer types Leukemia and lymphoma Carcinoma Sarcoma Other Cancer Types Gastric cancer Pancreatic cancer Hepatocellular carcinoma Renal cell carcinoma Bladder cancer Non-small cell lung cancer Small cell lung cancer Melanoma Basal cell carcinoma Breast cancer Endometrial cancer Prostate cancer Glioma Thyroid cancer Acute myeloid leukemia Chronic myeloid leukemia

9 KEGG NETWORK Endocrine Networks CRH-ACTH-Cortisol network ACTH-cortisol signaling CRH-ACTH signaling EGFR-ERK-ACTH signaling NR-CYP regulation Cortisol biosynthesis Cortisol transport Aldosterone network Angiotensin-aldosterone signaling Parathyroid hormone network PTH-cAMP-PKA signaling CaSR-PTH signaling Aryl hydrocarbon receptor network AHR-cell cycle regulation Cholesterol network APOB-LDLR signaling Virus Networks Signaling network (virus) MAPK signaling (virus) PI3K signaling (virus) WNT signaling (virus) NOTCH signaling (virus) JAK-STAT signaling (virus) Calcium signaling (virus) TLR signaling (virus) CGAS-STING signaling (virus) Complement activation (virus) IFN signaling (virus) TNF signaling (virus) Chemokine signaling (virus) MHC presentation (virus) Autophagy (virus) Cell cycle (virus) Apoptosis (virus) Cytoskeletal regulation (virus)

10 Viral Oncoprotein KSHV (Kaposi sarcoma-associated herpesvirus) K1 protein hsa05167 EML4-ALK fusion gene in colorectal cancer hsa05223

11 Viral Mimicry Chemokines and chemokine receptors KSHV vccl1, vccl2, vccl3 KSHV vgpcr nt06120

12 Cushing Syndrome CRH 視床下部 ACTH 下垂体 Cortisol 副腎 ACTH 依存性 ACTH 非依存性 hsa04934

13 Endocrine Network CRH-ACTH-Cortisol network nt06301 Cushing's syndrome H01431

14 Drug-Target Network br08310

15 D09731 jp08403

16 今年度の達成目標 タスク 達成目標タスク進捗状況 内分泌代謝疾患に関連するネットワーク要素と遺伝子バリアントのデータベース化 ウイルスによる免疫系などの模倣ネットワーク要素のデータベース化 文献調査 データ入力 文献調査 データ入力 公開済みデータ追加予定 公開済みデータ追加予定 ネットワーク可視化とマッピングツールの開発 Cancer Network Viewer のマッピング機能開発 ネットワークバリエーションマップのマッピング機能開発と KEGG Mapper への組み込み Drug-target 表示機能 検索機能強化開発済み マッピング機能開発中

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