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KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes http://www.genome.jp/kegg/kegg2.html http://www.genome.jp/kegg/kegg_ja.html 5 KEGG PATHWAY 生体内(外)の分子間ネットワーク図 代謝系 12カテゴリ 中間代謝 二次代謝 薬の 代謝 全体像 制御系 20カテゴリ 遺伝制御 環境シグナル 細胞プロセス 生体システ ム他 疾患 http://www.genome.jp/kegg/pathway.html Carbohydrate -> Glycolysis / Gluconeogensis がん 免疫 神経変性 循 環器 代謝疾患 感染症 薬の開発 開発の歴史 標的ベース 構造ベース 6
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KEGG MODULE モジュール モジュール 生物種間での保存 複合 体 オペロンを考慮した 機能単位 オーソログ ID K番号 の組み合わせで表現 対応するオーソログ遺伝 子の有無で 機能の有無 を判断できるように定義 (K00134,K00150) で OR を表現 Pathway リンクを辿る と KEGG PATHWAY 中での対応する箇所が色 付けされる http://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?md:m00001 KEGG PATHWAY 9 マップの例 解糖系 Reference pathway KO, EC, Reaction へのリ ンク (KO) オーソログエントリー へのリンク (EC) 酵素エントリーへのリ ンク (Reaction) 反応エントリー へのリンク 生物種名 各生物種の遺伝子エント リーへのリンク Set personalized menu 生物種の選択 Sort below by 生物種名のソート http://www.genome.jp/kegg/pathway/map/map00010.html 10
KEGG PATHWAY マップの例 解糖系 (EC) Reference pathway (EC) 従来のリファレンスに対応 対応する酵素エントリーの ある箱に色づけ Reference pathway (KO) 対応するオーソログエント リーのある箱に色づけ KEGG GENES に登録され ている生物種が持つ遺伝子 に関して配列の類似度を元 に定義されているオーソロ グ情報 酵素によってはオーソログ が定義できないものもある http://www.genome.jp/kegg/pathway/ko/ko00010.html 11 KGML: KEGG Markup Language XML フォーマットでパスウェイ中のオブジェクトのつながりを表現 http://www.genome.jp/kegg/ http://www.genome.jp/kegg/xml/ 12
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KEGG PATHWAY 疾患パスウェイ 代謝系 12カテゴリ 中間代謝 二次代謝 薬の 代謝 全体像 制御系 20カテゴリ 遺伝制御 環境シグナル 細胞プロセス 生体システ ム他 疾患 がん 免疫 神経変性 循 環器 代謝疾患 感染症 薬の開発 http://www.genome.jp/kegg/pathway.html KEGG PATHWAY 開発の歴史 標的ベース 構造ベース 15 疾患パスウェイ 癌に関与する遺伝子の分子間 ネットワーク図 病原因子となっている遺伝子 に赤でマーク Homo sapiens (human) + Disease/drug menu 疾患遺伝子とドラッグターゲットのマッピング 16
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PATHWAY の検索とマッピング キーワード検索 Entry, Name, Description フィールドとマップ中のオブ ジェクト 遺伝子 オーソロ グ 反応 化合物 や注釈を 対象とした検索 複数キーワードは AND 検索 オブジェクトマッピング KEGG Mapper マップ中のオブジェクトを指 定してパスウェイにマッピン グ http://www.genome.jp/kegg/pathway.html 複数オブジェクトを指定する とマッチしたものすべてを マッピング 自由に色付け 19 PATHWAY のキーワード検索 KRAS などの遺伝子名でも検索してみよう http://www.genome.jp/kegg/pathway.html 20
PATHWAY のオブジェクトに好きな色を付ける http://www.genome.jp/kegg/pathway.html オブジェクトの色を指定する html で使える色指定ならOK Example をコピペ 21 PATHWAY のオブジェクトに好きな色を付ける 22
オミックスデータと PATHWAY 研究者の知識をオミックスデータと結びつける ネットワークの知識 KEGG PATHWAY KegArray 高次機能 KegArray トランスクリプトーム プロテオーム メタボローム 統合解析の必要性 Kleemann, R., et al., Genome Biol. 8:R200 (2007) など 23 PATHWAY のオブジェクトに好きな色を付ける マイクロアレイ 擬似 のデータを使ってみる http://goto.kuicr.kyoto-u.ac.jp/kegg/test.txt 生物種を指定する この例ではマウス コピペするか ダウンロードして保存し た test.txt をアップロードする 指定以外の遺伝子の色を決める 24
PATHWAY のオブジェクトに好きな色を付ける 25 PATHWAY のオブジェクトに好きな色を付ける 26
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複数生物種の情報を PATHWAY にマッピング アブラムシ ブフネラ 共通 29 ゲノムの機能解析 予測 " 遺伝子産物としてのタンパク質間 相互作用 転写ネットワーク ゲノム 生命システム理解のための ゲノムの機能解析 " 化合物ネットワークとしての代謝 系 化合物 糖鎖 脂質 30
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MEGAN による Pathway mapping Huson DH, et al. (2011) Genome Res 21:1552 37 KAASによるアノテーションとパスウェイ再構築 KAAS: KEGG Automatic Annotation Server http://www.genome.jp/tools/kaas/ DGENES from draft genomes EGENES from EST assembly MGENES from metagenome FASTA形式の塩基配列または アミノ酸配列 遺伝子と機能との対応表 KEGG ORTHOLOGY 遺伝子機能の階層分類情報 KEGG BRITE パスウェイへのマッピング KEGG PATHWAY KEGG GENES に対する BLASTX と逆向きの TBLASTN または両方向 の BLASTP (Bidirectional) Best Hits に基づく自動アノテーション
KAASでの機能アノテーション 1. Query gene Bi-directional best hit rate BLASTX to GENES TBLASTN from GENES 2. Homologs Cut off by bi-directional best hit rate 3. Ortholog candidates BHRab = Rf Genome A Gene a Gene a Rr S S : best hit Genome B Gene b Gene b Rf = S / S Grouping by KO 4. KO (KEGG ORTHOLOGY) groups Scoring by probability and heuristics 5. Ranking of KO Moriya, Y. et al. Nucl. Acids Res. 2007 35:W182-W185 KAASでのKOに基づくマッピング Moriya, Y. et al. Nucl. Acids Res. 2007 35:W182-W185
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