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1 2018 年 8 月 日遺伝統計学 大阪大学講義実習資料 Web ツール入門 大阪大学大学院医学系研究科遺伝統計学 1

2 講義の概要 Web ツール入門 1 ゲノム 遺伝子情報のWebツール 2 遺伝子変異 SNP 情報のWebツール 3 疾患感受性遺伝子情報 解析結果のWebツール 4 エピゲノム情報のWebツール 5 創薬情報のWebツール ( 本講義での紹介内容は 2018 年 8 月現在に動作確認できた Web ツールになります ) 2

3 1 ー 1:UCSC Genome Browser ゲノム配列の標準的な閲覧サイトです KLF4 と入力してみましょう 3

4 1 ー 1:UCSC Genome Browser KLF4 遺伝子周辺のヒトゲノム領域において 塩基配列 遺伝子情報 エピゲノム情報 SNP 等の情報を閲覧することができます 4

5 1 ー 2:NCBI Gene 遺伝子情報を集約した標準的なデータベースです(by 米国 NCBI) KLF4 と入力してみましょう 5

6 1 ー 2:NCBI Gene KLF4 遺伝子の基礎的情報や生物学的機能 関連文献 等がリンクと 共に提供されます ゲノム配列ブラウザーも埋め込まれています 6

7 1 ー 3:HGNC (HUGO Gene Nomenclature Committee) 遺伝子の名称をまとめた公式サイトです KLF4 と入力してみましょう 7

8 1 ー 3:HGNC (HUGO Gene Nomenclature Committee) KLF4 遺伝子が 正式名称 KLF4 の他に EZF GKLF gout Kruppel-like factor などの名称で呼ばれていたことがわかります 8

9 1 ー 4:EMBL-EBI 遺伝子情報を集約した標準的なデータベースです(by 欧州 EBI) KLF4 と入力してみましょう 9

10 1 ー 4:EMBL-EBI KLF4 遺伝子の基礎的情報や生物学的機能 発現情報 蛋白質情報 関連文献 等がリンクと共に提供されます 10

11 1 ー 5:Ensembl 遺伝子情報を集約した標準的なデータベースです(by 欧州 Ensembl) KLF4 と入力してみましょう 11

12 1 ー 5:Ensembl 他の遺伝子データベース同様 KLF4 遺伝子に関連する情報がリンクと 共に提供されます ヒト以外の種のゲノム情報も充実しています 12

13 1 ー 6:miRBase マイクロRNA 情報を集約した標準的なデータベースです hsa-mir-146a と入力してみましょう 13

14 1 ー 6:miRBase マイクロRNAmir146aの基礎的情報や各種 ID 標的遺伝子情報 疾患 14 との関連 生物学的機能 関連文献 等がリンクと共に提供されます

15 1 ー 7:IMGT/HLA HLA 遺伝子配列情報 (= 白血球の血液型 ) を集約したデータベースです Alleles のページで A*01 と入力してみましょう 15

16 1 ー 7:IMGT/HLA HLA-A 遺伝子の遺伝子配列の一つ A*01:01:01:01について 塩基 配列やアミノ酸配列の情報が得られます 16

17 講義の概要 Web ツール入門 1 ゲノム 遺伝子情報のWebツール 2 遺伝子変異 SNP 情報のWebツール 3 疾患感受性遺伝子情報 解析結果のWebツール 4 エピゲノム情報のWebツール 5 創薬情報のWebツール 17

18 2 ー 1:dbSNP SNP 情報を集約した標準的なデータベースです (by 米国 NCBI) rs671 と入力してみましょう 18

19 2 ー 1:dbSNP ALDH2 遺伝子上のアミノ酸置換を伴うSNP:rs671について 変異情報 19 や 遺伝子上の位置 各人類集団での頻度などの情報が提供されます

20 2 ー 2:ClinVar 疾患リスクに重点を置いてSNP 情報を集約したデータベースです rs671 と入力してみましょう 20

21 2 ー 2:ClinVar ALDH2 遺伝子上のアミノ酸置換を伴うSNP:rs671について 疾患リス 21 クに重点を置いて情報が提供されます

22 2 ー 3:1000 Genomes Project 多数の人類集団 2500 人の全ゲノムシークエンス結果を公開しています Data のページに飛んでみましょう 22

23 2 ー 3:1000 Genomes Project 全ゲノムシークエンスの結果得られた遺伝子変異のデータベースを 直 接ダウンロードすることができます 23

24 2 ー 4:NHLBI Exome Sequencing Project (ESP) 複数集団 6 千人の全エクソームシークエンス結果を公開しています 24 ALDH2 と入力してみましょう

25 2 ー 4:NHLBI Exome Sequencing Project (ESP) ALDH2 遺伝子上のSNPについて 欧米人集団およびアフリカ系集団に 25 おける頻度情報が提供されます

26 2 ー 5:ExAC Browser 複数集団 6 万人の全エクソームシークエンス結果を公開しています 26 ALDH2 と入力してみましょう

27 2 ー 5:ExAC Browser ALDH2 遺伝子上のSNPについて 欧米人集団およびアフリカ系集団に 27 おける頻度情報が提供されます

28 2 ー 6:HaploReg SNP 同士の連鎖不平衡関係 ( 集団内分布の非独立性 ) やエピゲノム情報を 提供するデータベースです rs671 と入力してみましょう 28

29 2 ー 6:HaploReg SNP:rs671と周辺のSNPの連鎖不平衡関係や 各 SNPの位置がゲノム 配列上で どんなエピゲノム修飾と重なっているかがわかります 29

30 講義の概要 Web ツール入門 1 ゲノム 遺伝子情報のWebツール 2 遺伝子変異 SNP 情報のWebツール 3 疾患感受性遺伝子情報 解析結果のWebツール 4 エピゲノム情報のWebツール 5 創薬情報のWebツール 30

31 3 ー 1:GWAS catalog GWAS 結果 ( 疾患名 遺伝子名 SNP 名 論文名 ) のアーカイブサイトです height と入力してみましょう 31

32 3 ー 1:GWAS catalog 身長のGWAS 結果 ( 遺伝子名 SNP 名 論文名 ) の一覧が表示されます 遺伝子名 SNP 名 論文名でも検索可能です 32

33 3 ー 2:OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man) 希少疾患を中心に 感受性遺伝子情報を集約したデータベースです ALS と入力してみましょう 33

34 3 ー 2:OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man) 専門家によって書かれた ALS( 筋萎縮性側索硬化症 ) に関する詳細な説 明と 感受性遺伝子や領域の情報が提供されます 34

35 3 ー 3:LD-hub (Linkage Disequilibrium SCore regression) Linkage Disequilibrium SCore regression (LDSC): 複数の GWAS 結果 35 を比較し 遺伝的疾患リスクの相関関係や組織特異性を検討する手法

36 3 ー 3:LD-hub (Linkage Disequilibrium SCore regression) LDSCの実行だけでなく 数多くのGWAS 結果 ( ゲノムワイドSNPの統計 r 量 ) をダウンロードすることができます 36

37 3 ー 4:MR-base (Mendelian Randomization-base) Mendelian Randomization (MR): 複数の GWAS 結果を比較し 遺伝的 疾患リスクの因果関係を検討する手法 37

38 3 ー 4:MR-base (Mendelian Randomization-base) MRの実行だけでなく 数多くのGWAS 結果 ( ゲノムワイドSNPの統計料 ) 38 をダウンロードすることができます

39 3 ー 5:GIANT consortium ANT_consortium_data_files 身長/ 肥満 GWASの全 SNPの結果がダウンロードできるサイトです 39

40 3 ー 6:DIAGRAM 2 型糖尿病 GWAS の全 SNP の結果がダウンロードできるサイトです 40

41 3 ー 7:MAGIC 41 インスリン代謝 GWASの全 SNPの結果がダウンロードできるサイトです

42 3 ー 8:AMD Gene Consortium AMD GWAS の全 SNP の結果がダウンロードできるサイトです 42

43 3 ー 9:Global Lipids Genetics Consortium 脂質 GWAS の全 SNP の結果がダウンロードできるサイトです 43

44 3 ー 10:Global Urate Genetics Consortium 44 尿酸値/ 痛風 GWASの全 SNPの結果がダウンロードできるサイトです

45 3 ー 11:CKDGEN -caroline/datasets 腎機能 GWASの全 SNPの結果がダウンロードできるサイトです 45

46 3 ー 12:The International Genomics of Alzheimer's Project 46 アルツハイマー病 GWASの全 SNPの結果がダウンロードできるサイトです

47 3 ー 13:IBD Genetics 47 炎症性腸疾患 GWASの全 SNPの結果がダウンロードできるサイトです

48 3 ー 14:Immunobase 48 多数の自己免疫疾患のGWASの結果がダウンロードできるサイトです

49 3 ー 15: 遺伝統計学分野 HP 49 関節リウマチGWASの全 SNPの結果がダウンロードできるサイトです

50 3 ー 16:ReproGen Consortium 50 月経開始年齢 GWASの全 SNPの結果がダウンロードできるサイトです

51 3 ー 17:Genetic Factors for Osteoporosis Consortium 骨密度 GWAS の全 SNP の結果がダウンロードできるサイトです 51

52 3 ー 18:International Consortium for Blood Pressure (ICBP) 血圧 GWAS の全 SNP の結果がダウンロードできるサイトです 52

53 3 ー 19:Locus Zoom 53 GWAS 解析結果の 領域内 SNP P 値の図を書くことができるサイトです

54 3 ー 20:COSMIC (Catalogue of Somatic Mutations in Cancer) がん体細胞変異情報が蓄積されたカタログデータベースです 54

55 講義の概要 Web ツール入門 1 ゲノム 遺伝子情報のWebツール 2 遺伝子変異 SNP 情報のWebツール 3 疾患感受性遺伝子情報 解析結果のWebツール 4 エピゲノム情報のWebツール 5 創薬情報のWebツール 55

56 4 ー 1:GEO database 遺伝子発現データベースサイトです 論文投稿時には発現データ登録が 56 義務づけられている例が多いです GSE45878 と入力してみましょう

57 4 ー 1:GEO database 4-2で解析されているGTExプロジェクトで得られた遺伝子発現データ が公開されています ダウンロード可能です 57

58 4 ー 2:GTEx Portal 名の献体から得られた体内組織の遺伝子発現データが公開され たサイトです PADI2 と入力してみましょう 58

59 4 ー 2:GTEx Portal 各組織におけるPADI2 遺伝子の発現量と SNPデータとの発現関連解 析 (eqtl 解析 ) 結果が得られます 59

60 4 ー 3:PBMC eqtl browser 名の末梢血由来遺伝子発現 eqtl 解析結果の公開サイトです PADI2 と入力してみましょう 60

61 4 ー 3:PBMC eqtl browser PADI2 遺伝子の発現量の個人差に影響を与える 周辺の遺伝子領域 の SNP のリストが得られます 61

62 4 ー 4:Human Genetic Variation Database 日本人集団エクソーム解析で得られた ゲノム変異のデータベースです PADI2 と入力してみましょう 62

63 4 ー 4:Human Genetic Variation Database PADI2 遺伝子領域の遺伝子変異や 日本人集団 300 名から得られた eqtl 解析結果を見ることができます 63

64 4 ー 5:ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) 組織特異的エピゲノム情報を網羅的するENCODEプロジェクトのサイトで 64 す Data Search by Region から PADI2 と入力してみましょう

65 4 ー 5:ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) PADI2 遺伝子領域における ChIP-seq DNase-seqなどのエピゲノム 情報が提供されます 65

66 4 ー 6:wPGSA(weighted Parametric Gene Set Analysis) 遺伝子発現データから転写因子を予測するサイトです 手持ちの遺伝子発現解析結果を入力してみましょう 66

67 講義の概要 Web ツール入門 1 ゲノム 遺伝子情報のWebツール 2 遺伝子変異 SNP 情報のWebツール 3 疾患感受性遺伝子情報 解析結果のWebツール 4 エピゲノム情報のWebツール 5 創薬情報のWebツール 67

68 5 ー 1:DRUGBANK 治療薬とその標的遺伝子に関するデータベースサイトです Abatacept と入力してみましょう 68

69 5 ー 1:DRUGBANK 生物学的製剤( 抗体薬 ) Abatacept の性状 標的遺伝子 対象疾患 臨床試験情報 などが提供されます 69

70 5 ー 2:TTD (Therapeutic Targets Database) 治療薬とその標的遺伝子に関するデータベースサイトです Abatacept と入力してみましょう 70

71 5 ー 2:TTD (Therapeutic Targets Database) 生物学的製剤( 抗体薬 ) Abatacept の性状 標的遺伝子 対象疾患 71 臨床試験情報 などが提供されます

72 5 ー 3:SuperTarget 治療薬とその標的遺伝子に関するデータベースサイトです 特に標的遺 72 伝子に注力されています PADI2 と入力してみましょう

73 5 ー 3:SuperTarget PADI2 遺伝子の基礎的な情報と 標的としている治療薬の情報が提供 されます 73

74 5 ー 4:Anatomical Therapeutic Chemical (ATC) Classification WTO の分類に基づく 疾患と治療薬の網羅的な対応表です (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG) 上のページになります ) 74

75 5 ー 5:STITCH 化合物とタンパク質が構成するネットワーク情報のサイトです PADI2 と入力してみましょう 75

76 5 ー 5:STITCH PADI2 遺伝子 ( タンパク質 ) と相互作用をもつ化合物や 他のタンパク質 とのネットワーク情報が 図として提供されます 76

77 5 ー 6:STRING タンパク質間相互作用ネットワーク情報のサイトです PADI2 と入力してみましょう 77

78 5 ー 6:STRING PADI2 遺伝子 ( タンパク質 ) が相互作用するタンパク質とのネットワーク情 78 報が 図として提供されます

79 終わりに ゲノム研究や遺伝統計解析を実施する際に便利な Webツールを挙げてみました 今回は Webブラウザー上の簡単な操作で情報が得られるツールを対象に紹介してみました こんなのあったら便利だな というツールは だいたい実装されています Web ツールを使いこなすコツは とりあえず触ってみる ことです 詳しい機能を覚えるのは後回しにして どんなことができるWebツールが世の中にあるのか を体感してもらえればと思います 79

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