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あゆみかなり
4 years ago
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Ensembl チュートリアル Ensembl はゲノム解読された真核生物を対象として自動アノテーションを行いその結果をデータベースとして公開している EMBL-EBI と Sanger Centre が共同で進めているプロジェクトです NCBI MapViewer のようにゲノムベースでその上にアノテーションされている遺伝子などの情報を閲覧すると共に

1 Ensembl チュートリアル Ensembl はゲノム解読された真核生物を対象として自動アノテーションを行いその結果をデータベースとして公開している EMBL-EBI と Sanger Centre が共同で進めているプロジェクトです NCBI MapViewer のようにゲノムベースでその上にアノテーションされている遺伝子などの情報を閲覧すると共にホモロジー検索や必要なデータのダウンロードなどの機能を提供しています Ensembl から提供されている情報はゲノムに関しては NCBI, UCSC ゲノムブラウザと同じですがアノテーションに関しては Ensembl 独自のパイプラインによって予測されているものが多いため NCBI Mapviewer などと情報が多少異なりますこの予測パイプラインではタンパク質コード遺伝子をできる限り精度よく予測することに注力しているためその予測精度は高いとされていますがゲノム決定後提供されるまでに比較的長い時間がかかりその他のブラウザと比べてゲノムのバージョンが古い場合が見受けられますので注意する必要がありますこのチュートリアルでは Ensembl( ヒトゲノム版 ) の使い方を GDNF 遺伝子の探索を通して学びます用いている例は MapViewer ミニコースに合わせてありますので照らし合わせながら見ていくと NCBI MapViewer と Ensembl の違いなどがよくわかると思います 1. ヒト遺伝子 GDNF を Ensembl で探してみるではグリア細胞由来の神経栄養因子遺伝子 GDNF を例にとって Ensembl の使い方を見て行くことにしましょう GDNF は変異を起こすとヒルシュスプルング病の原因となると推測されている遺伝子です 1-1. ヒト遺伝子の情報を Ensembl で探してみる Ensembl の立ち上げまず Ensembl のトップページを開いてみましょう Ensembl( をクリックしてみてください上図のようなトップページが立ち上がりますこの中でゲノム情報のブラウズは画面右側に並んでいる生物種名

2 をクリックあるいはプルダウンメニューからの選択で行います Human を選択してみてください下図のようなヒトゲノムトップページが立ち上がります

Ensembl での遺伝子検索 Ensembl では必要な情報へのアクセスは基本的に赤四角で囲まれた染色体をクリックしゲノムの一部を拡大していってたどり着くかあるいは青四角で囲まれた検索窓を利用してたどり着くかのどちらかになります検索窓では [ 染色体番号 ]:[start

.20000 というように ) と指定することで特定染色体の一部をゲノムビューア上で見ることでもできればキーワード検索で目的のデータにたどり着くこともできます GDNF と検索窓に入力し検索を実行してみましょう下図のように Ensembl で文字列検索を実施すると

3 Ensembl での遺伝子検索 Ensembl では必要な情報へのアクセスは基本的に赤四角で囲まれた染色体をクリックしゲノムの一部を拡大していってたどり着くかあるいは青四角で囲まれた検索窓を利用してたどり着くかのどちらかになります検索窓では [ 染色体番号 ]:[start position]..[end position]( 例えば 12: というように ) と指定することで特定染色体の一部をゲノムビューア上で見ることでもできればキーワード検索で目的のデータにたどり着くこともできます GDNF と検索窓に入力し検索を実行してみましょう下図のように Ensembl で文字列検索を実施すると遺伝子名やマーカー名といった要素名に検索キーワードが含まれているかのみならず各要素に関する説明文などテキストとして表されている情報に対する文字列検索が実施されます GDNF で検索すると全部で 21 件のヒットがありその中で遺伝子に関するものが 13 件あることがわかります 1-2. ヒト遺伝子を Ensembl の ContigView 上で見る遺伝子名に検索キーワードが含まれている遺伝子を探す画面右側に表示されている 21 件のヒットを順に見ていくと遺伝子名に GDNF が含まれているものは 1 番目と 2 番目の 2 件しかないことがわかります

Centre において人の目を通してきっちりチェックした遺伝子二番目が Ensembl プロトコルに従って予測された遺伝子です Vega は人の目を通しているので信頼度は高いのですが網羅性に乏しいという欠点があります目的の遺伝子を ContigView 上で見るここでは

4 NCBI MapViewer で同じような検索を実行した場合と比べて検索件数が非常に少なくなっていますこれは NCBI ではヒトゲノム自身にいくつかのバージョンがあったり遺伝子も Entrez Gene のようにきっちり精査されたものからそうでないものまで非常に多く含まれているのに対し Ensembl では統一的なプロトコルに従ってきっちりデータを精査しているため情報が絞り込まれていることによるものですそれでも Ensembl で GDNF とされた遺伝子が二つあります一番目は Vega と呼ばれる Sanger Centre において人の目を通してきっちりチェックした遺伝子二番目が Ensembl プロトコルに従って予測された遺伝子です Vega は人の目を通しているので信頼度は高いのですが網羅性に乏しいという欠点があります目的の遺伝子を ContigView 上で見るここでは二番目の Ensembl protein と書かれた方の GDNF を見ていくことにしましょう名前の横の [Contig View] と書かれた箇所をクリックしてください Ensembl では様々な "View" を通して情報が提供されていますがゲノムの一部分を拡大して表示しているページを "ContigView" と呼びます

"ContigView" ではゲノム上のある一定範囲に関する情報が図示化されています上から 3 段目にある "Detailed view" にユーザが指定した範囲の情報が主に表示されており一つ上の "Overciew" では "Detailed view" の表示範囲を中心に 1Mb を俯瞰できるように縮小表示されていますさらに一番上では染色体上での位置が認識できるようにと

5 "ContigView" ではゲノム上のある一定範囲に関する情報が図示化されています上から 3 段目にある "Detailed view" にユーザが指定した範囲の情報が主に表示されており一つ上の "Overciew" では "Detailed view" の表示範囲を中心に 1Mb を俯瞰できるように縮小表示されていますさらに一番上では染色体上での位置が認識できるようにと上から下に行くに従って拡大表示されるようになっています "Detailed View" で表示されている範囲は "Overview", "chromosome" では赤い四角で囲まれた領域としておよその位置が分かるようになっていますまた画面一番下には "Basepair view" があり ( デフォルトでは表示されていません "+" をクリックすることで塩基レベルの情報が拡大表示されます

6 さて今は先ほど選択した GDNF 遺伝子を "ContigView" 上で見ているわけですが何番染色体のどのあたりに位置しているでしょうか? 一番上部のイデオグラムからも分かるように GDNF は 5 番染色体の短腕側に位置しています ContigView 内 Detailed view の見方続いて "Detailed view" を見ていくことにしましょう

画面上部の緑四角で囲んだ領域では今現在の位置情報が表示されると共に表示範囲の変更を行えるコントローラになっています今は 5 番染色体の 37,837,038bp から 37,887,038bp の 50kb が Detailed view で表示されていることがわかりますこれは GDNF 遺伝子を選択したことによりこの遺伝子が含まれる適切な領域を Ensembl

7 画面上部の緑四角で囲んだ領域では今現在の位置情報が表示されると共に表示範囲の変更を行えるコントローラになっています今は 5 番染色体の 37,837,038bp から 37,887,038bp の 50kb が Detailed view で表示されていることがわかりますこれは GDNF 遺伝子を選択したことによりこの遺伝子が含まれる適切な領域を Ensembl が自動的に選択したことによるものです表示させたい領域の染色体番号左端の位置右端の位置を入力後 Refresh ボタンを押すとその領域に直接ジャンプしますまたその下の "<<5MB" ボタンを押すと表示範囲が左 ( 上流 ) へ 5Mb 移動します同様に "<2MB" を押すと上流に 2Mb, "<1MB" を押すと上流に 1Mb,"<Window" を押すと上流に今画面に表示されている範囲分 ( 今の例では 50Kb) 移動します右側の矢印に関しても同様に下流方向に移動しますまた中央部の Zoom と書かれた領域をクリックすると表示範囲の拡大縮小が行えますその下の領域に各種ゲノム上にアノテートされた情報が図示化されています多少わかりにくいですが DNA (contigs) と書かれた右の青い部分にこのゲノム領域を構成する塩基配列が含まれるエントリのアクセッション番号が書かれその下にタイリングパスを構成するクローン名が書かれていますそしてその上に + 鎖にアノテートされた遺伝子情報が表示されます ( 今は何も表示されていません ) その下に - 鎖にアノテートされた遺伝子情報が表示されますですので GDNF は - 鎖の 37.85~37.87Mb 付近にアノテートされていることが確認できます GDNF と書かれたデータが何種類か微妙に異なって表示されていますがこれは黄土色によるものが Ensembl Gene 青色によるものが先ほど説明した Vega gene で Ensembl Gene では Alternative な転写産物を区別して表現しているためにこのように複数見えていることになります 1-3. 遺伝子周辺のゲノム配列を Ensembl からダウンロードする遺伝子周辺のゲノム配列をダウンロードする次に GDNF 周辺のゲノム配列をダウンロードしてみましょうそのためにはまずダウンロードしたい遺伝子 ( 転写産物 ) 上をマウスでクリックして以下のようなメニューを表示させてください

アミノ酸配列 5'UTR 3'UTR から複数選ぶことができ出力形式も HTML Text テキストの圧縮から選ぶことができるようになっています

8 このメニューの下から 3 番目にある "Export cdna" をクリックしてくださいすると以下のような ExportView と呼ばれる配列を FASTA 形式でダウンロードするための設定画面に移ります設定画面ではダウンロードしたい配列の種類をゲノム cdna( デフォルト ) コード領域配列アミノ酸配列 5'UTR 3'UTR から複数選ぶことができ出力形式も HTML Text テキストの圧縮から選ぶことができるようになっています GDNF 遺伝子を含むゲノム配列 ( イントロンを含む ) をダウロードするためには Genomic を選択し "Continue" ボタンをクリックしてください

9 Results として結果が得られます 1-4. ContigView 上でクローン関連情報を見る ContigView 上にクローン情報を表示する続いて ContigView 上でこのゲノム領域に対応したクローン情報を表示してみましょうまずは ContigView の画面まで戻ってください

もう少し広範囲を見るために二段階ほど表示範囲を広げてみてくださいそれには Zoom の +

/ コンティグからこの付近のゲノム領域は成り立っていることがわかります上流側は RP11-302I6 で

10 もう少し広範囲を見るために二段階ほど表示範囲を広げてみてくださいそれには Zoom の + ボタンを二回クリックするか今表示されているレベルの二つとなりのボタンをクリックするかで実現できますすると画面の中央部から 37.8Mb 付近より上流側 ( 青四角で囲んだ部分 ) と下流側 ( 赤四角で囲んだ部分 ) とで異なったクローン / コンティグからこの付近のゲノム領域は成り立っていることがわかります上流側は RP11-302I6 で下流側は CTD-2194L12 というクローンですこのクローンの上をマウスでクリックして見てください長さや Status( シークエンシングが終了とかドラフトとか ) などの情報が表示されます (NCBI MapViewer にあ

11 ったクローンの注文などの機能はありません ) 1-5. ContigView 上に様々な転写産物データを表示する ContigView 上に様々な転写産物データを表示する ContigView 内の Detailed view をもう一度見てください画面上部にプルダウンメニューがありますこのプルダウンメニューから Detailed view に表示したい情報をコントロールすることができます一番左の "Features" をクリックしてみてください SNP から CpG アイランド情報遺伝子転写産物情報から DNA チップのプローブ情報に至るまで様々な情報が表示可能なことがわかると思います表示したい場合には左横のチェックボックスをクリックしてみてくださいでは例として Genscan と Unigene に新たにチェックを入れてみてください

モデルメーカーのようなユーザがインタラクティブな操作で遺伝子候補を作成したりすることはできません 1-6.

12 その後でプルダウンメニュー最下部の Close Menu をクリックしてプルダウンメニューを閉じてください Detailed view に Genscan と Unigene のトラックが追加されていることがわかります GDNF 遺伝子の周辺を見るといずれも Ensembl Gene と似ているものの微妙に異なった遺伝子構造を持っていることがわかりますこのように Ensembl では NCBI から提供されている Unigene などの情報を表示することも可能ですがモデルメーカーのようなユーザがインタラクティブな操作で遺伝子候補を作成したりすることはできません 1-6. ContigView 上で他生物種の遺伝子データを表示する ContigView 上で他生物種の遺伝子データを表示する ( その 1) この画面上で他生物種の遺伝子データを表示してみましょう実現にはいくつか方法がありますがこのチュートリアルでは AlignSliceView と MultiContigView を使う方法を二通り紹介することにします ContigView 画面左側のプルダウンメニューから "View alignment with" と書かれた箇所にマウスを重ねてみてください

Detailed view の下部に追加されておりヒトの情報と比べるとほぼ同じ構造のマウス Gdnf 遺伝子がアノテートされていることがわかります

13 上図のようなメニューが表示され今表示しているヒトゲノム情報と並べて表示したい生物種を選んでください例としては "Mus musculus" と書かれたマウスを選択しクリックすることにしますすると現在注目していたヒトゲノムの領域に対応するマウスゲノムのシンテニー領域に関する情報が Detailed view の下部に追加されておりヒトの情報と比べるとほぼ同じ構造のマウス Gdnf 遺伝子がアノテートされていることがわかりますこのような表示方法は AlignSliceView と呼ばれているものでマスターマップとなっているヒトゲノム情報と相同性のある領域がヒトゲノムのスケールに合わせて表示されています

これを表示したい場合にはマウスゲノムをマスターマップとして Align with.

14 具体的に説明するとマウスゲノム上で薄い赤で塗られているところ以外 (DNA(contigs) では青く塗られていない領域 ) はその上部のヒトゲノムに関し相同な領域がマウスゲノム上では見つからなかったことを示しており GAP として扱われているわけです ( ヒトをマスターマップにしているためヒトにしかない領域はこのように GAP で表現されていますがマウスにしかない領域は表示されていませんこれを表示したい場合にはマウスゲノムをマスターマップとして Align with... でヒトゲノムを選択してください ) ContigView 上で他生物種の遺伝子データを表示する ( その 2) 続いてもう一通り ContigView 上で他生物種の遺伝子データを表示する方法を紹介しましょう今度は画面左側のメニューの "View alongside..." にマウスを重ねてくださいこの場合にも生物種の一覧が表示されますので "Mus musculus"( マウス ) を選択してみてください

すると現在注目していたヒトゲノムの領域に対応するマウスゲノムのシンテニー領域に関する情報が Detailed view の下部に別枠で追加されておりヒトの情報と比べるとほぼ同じ構造のマウス Gdnf 遺伝子がアノテートされていることがわかりますこの表示方法は "MultiContigView" と呼ばれ

15 すると現在注目していたヒトゲノムの領域に対応するマウスゲノムのシンテニー領域に関する情報が Detailed view の下部に別枠で追加されておりヒトの情報と比べるとほぼ同じ構造のマウス Gdnf 遺伝子がアノテートされていることがわかりますこの表示方法は "MultiContigView" と呼ばれヒトゲノムのビューアとその表示範囲と相同な領域がマウスゲノムのビューアとして並んだ形で表示されていますそれぞれは各ビューアの下のアイコンの操作で独立に移動拡大縮小することが可能で "AlignSliceView" とは異なりヒトゲノムと相同性を持たない領域も含めスケールもヒトに合わせた形ではなく別のものとして表示されていますなお対応する遺伝子間は青の線で結ばれています 1-7. Ensembl 上で遺伝子の詳細情報を表示する Ensembl 上で遺伝子の詳細情報を表示するさて ContigView の画面に戻ってこの画面から GDNF 遺伝子の詳細情報を取得することにしましょうそのためにはまず GDNF 遺伝子の上をクリックしメニューを表示してください

16 この中から "Gene" と書かれた箇所をクリックしてみてくださいすると下図のような GDNF に関する詳細な "GeneView" のページへと移動します詳細に関しては別のチュートリアルで紹介することとします

内容 1 はじめにインストールの手順起動の手順 Enterprise Architect のプロジェクトファイルを開く内容を参照するプロジェクトブラウザを利用するダイアグラムを開く便利な機能.

内容 1 はじめにインストールの手順起動の手順 Enterprise Architect のプロジェクトファイルを開く内容を参照するプロジェクトブラウザを利用するダイアグラムを開く便利な機能. Viewer manual by SparxSystems Japan Enterprise Architect 読み込み専用版 (Viewer) 利用マニュアル内容 1 はじめに...3 2 インストールの手順...3 3 起動の手順...6 4 Enterprise Architect のプロジェクトファイルを開く...7 5 内容を参照する...8 5.1 プロジェクトブラウザを利用する...8