必須遺伝子 は、特定の環境下で生物が成長し子孫を繁殖するために不可欠な遺伝子です。 [ 1 ] しかし、必須で あるかどうかは、生物が生息する状況に大きく依存します。たとえば、デンプンを 消化するために必要な遺伝子は、デンプンが唯一のエネルギー源である場合にのみ必須です。近年、すべての栄養素が利用可能であることを前提として、生命を維持するために絶対的に必要な遺伝子を特定するための体系的な試みが行われています。[ 2 ] このような実験により、細菌にとって絶対的に必要な遺伝子の数は約250~300個であるという結論に至りました。単細胞生物の必須遺伝子は、遺伝情報処理、細胞膜、エネルギー生産を含む3つの基本機能のためのタンパク質をコードしています。[ 1 ] これらの遺伝子機能は、中心代謝 の維持、DNAの複製 、遺伝子からタンパク質 への翻訳 、基本的な細胞構造の維持、細胞内外への輸送プロセスの仲介に使用されます。単細胞生物と比較して、多細胞生物はコミュニケーションと発生に関連する必須遺伝子をより多く持っています。ウイルスの必須遺伝子のほとんどは、遺伝情報の処理と維持に関連しています。ほとんどの単細胞生物とは対照的に、ウイルスは代謝に必要な多くの遺伝子を欠いているため[ 1 ] 、宿主の代謝を乗っ取らざるを得ません。ほとんどの遺伝子は必須ではありませんが、選択的利点 と適応 度の向上をもたらします。ゲノム最小化研究は、必須ではないものの、最小限の代謝ネットワークを構築する際にまれにしか削除されない限られた数の遺伝子も明らかにしており、代謝の経路変更が難しいことを示唆しています[ 3 ] 。したがって、大多数の遺伝子は必須ではなく、少なくともほとんどの状況下では、多くの遺伝子を削除しても問題ありません。
細菌:ゲノムワイド研究 ゲノム全体にわたって必須遺伝子を特定するために、主に2つの戦略が用いられてきました。遺伝子の標的欠失と、トランスポゾン を用いたランダム 変異誘発です。前者の場合、注釈付きの個々の遺伝子(またはORF )が、系統的に ゲノム から完全に欠失されます。トランスポゾンを介した変異誘発では、標的遺伝子の機能を阻害することを目的として、トランスポゾンがゲノム内の可能な限り多くの位置にランダムに挿入されます(下図参照)。生存または増殖できる挿入変異体は、生存に必須ではない遺伝子に挿入されたトランスポゾンを示唆します。トランスポゾンの挿入位置は、マイクロアレイへのハイブリダイゼーション[ 4 ] またはトランスポゾンのシーケンスによって決定できます。CRISPR の 開発により、 CRISPR干渉 による遺伝子発現 の阻害によって遺伝子の必須性も決定されています。このようなスクリーニングの概要を表に示します。[ 2 ] [ 5 ]
表 1. 細菌の必須遺伝子 。変異誘発 :標的 変異体は遺伝子欠失、ランダム 変異体はトランスポゾン 挿入。方法 :クローンは 単一遺伝子欠失を示し、集団は 集団全体の変異誘発、例えばトランスポゾンの使用を示す。集団スクリーニングからの必須遺伝子には、適応度に必須な遺伝子が含まれる (本文参照)。ORF : そのゲノム内のすべてのオープンリーディングフレーム の数。注記 : (a) 変異体コレクションが利用可能。(b) 非必須遺伝子に関する情報を提供しない直接的な必須性スクリーニング方法 (例えばアンチセンス RNA 経由)。(c) 部分的なデータセットのみが利用可能。(d) 予測された遺伝子必須性と、発表された単一遺伝子必須性研究からのデータのコンパイルを含む。(e) プロジェクト進行中。(f) P. aeruginosa 株 PA14 と PAO1 で独立して得られた 2 つの遺伝子必須性データセットの比較によって推測。 (g) 当初271個の必須遺伝子という結果が出ていたが、実際には必須遺伝子ではないと思われていた31個の遺伝子が261個に修正され、その後20個の新しい必須遺伝子が発見された。[ 23 ] (h) 必須ドメインを持つ遺伝子と、破壊されると成長障害を引き起こす遺伝子を必須遺伝子とし、破壊されると成長に有利になる遺伝子を非必須遺伝子としてカウントする。(i) 少なくとも1つのトランスポゾン挿入部位を持つ可能性のある挿入部位の84.3%を含む、14個の複製からなる完全に飽和した変異体ライブラリーが関与した。(j) 各必須遺伝子は、少なくとも5回独立して確認されている。
ゲノム内のランダムな位置に挿入されるトランスポゾンを 使用して発見された、結核菌 H37Rvの必須遺伝子。遺伝子内にトランスポゾンが見つからない場合、その遺伝子は挿入を許容できないため、おそらく必須遺伝子である。この例では、必須ヘム生合成遺伝子 hemA、hemB、hemC、hemD には挿入がない。H37Rv染色体の指定された領域について、配列リード数(リード/TA )を示す。潜在的なTAジヌクレオチド挿入部位を示す。画像はGriffinら2011より。[ 17 ] ゲノムワイドな実験研究とシステム生物学 分析に基づいて、Kongら(2019)は4000種以上の細菌種を予測するための必須遺伝子データベースを開発した。[ 43 ]
真核生物 出芽酵母Saccharomyces cerevisiae では、全遺伝子の 15〜20% が必須遺伝子です。分裂酵母Schizosaccharomyces pombeでは、4,914 個のタンパク質コードオープンリーディングフレームの 98.4% をカバーする 4,836 個のヘテロ接合性欠失が構築されています。これらの欠失のうち 1,260 個が必須であることが判明しました。 [ 44 ] ゲノム最小化研究により、必須ではないものの、全体的な代謝の効率に大きな影響を与えずに除去することが難しい限られた代謝遺伝子のセットも明らかになりました。[ 3 ] これらの遺伝子は、平均的な代謝遺伝子よりも多くの遺伝子間およびタンパク質間相互作用を持ち、単一コピーであり、より保存されています。[ 3 ]
同様のスクリーニングは、技術的な理由から、哺乳類 (ヒトのモデルとして)を含む他の多細胞生物では実施がより困難であり、結果も明確ではありません。しかし、線虫C. elegans [ 45 ] 、ショウジョウバエ[ 46 ] 、ゼブラフィッシュ[ 47 ] ではさまざまな方法が開発されています(表を参照)。最近の900個のマウス遺伝子の研究では、選択された遺伝子は代表的ではないものの、そのうち42%が必須であると結論付けられました。[ 48 ]
遺伝子ノックアウト 実験は、ヒトでは不可能、あるいは少なくとも倫理的に不可能である。しかし、自然突然変異により、初期胚発生期またはそれ以降の死亡につながる突然変異が特定されている。[ 49 ] ヒトの多くの遺伝子は生存に絶対的に必須ではないが、突然変異すると重篤な疾患を引き起こす可能性があることに注意が必要である。このような突然変異は、Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) データベースにカタログ化されている。Georgi らは、マウスの既知の必須遺伝子のヒト相同遺伝子 2,472 個の遺伝子変異と突然変異の計算解析において、 強い浄化 選択 と比較的低いレベルの配列変異を発見し、これらのヒト遺伝子も必須であることを示した。[ 50 ]
ヒトにおいて遺伝子が必須であることを証明することは難しいかもしれないが、遺伝子が必須ではない こと、あるいは病気の原因ではないことを証明することは可能である。例えば、アイスランド国民2,636人のゲノム配列決定と、さらに101,584人の被験者の遺伝子型判定を行ったところ、1つの遺伝子が完全にノックアウトされている(つまり、これらの人々は機能しない遺伝子に対してホモ接合体である)8,041人が見つかった。[ 51 ] 完全にノックアウトされている8,041人のうち、6,885人はホモ接合体 、1,249人は複合ヘテロ接合 体(つまり、遺伝子の両方の対立遺伝子がノックアウトされているが、2つの対立遺伝子に異なる変異がある)と推定された。これらの人々では、19,135個のヒト( RefSeq )遺伝子のうち、合計1,171個(6.1%)が完全にノックアウトされていた。これらの 1,171 個の遺伝子はヒトにとって必須ではない と結論付けられました。少なくとも関連する疾患は報告されていません。[ 51 ] 同様に、親族関係の高い英国パキスタン系成人 3,222 人のエクソーム配列では、781 個の遺伝子で遺伝子機能の喪失 (LOF = ノックアウト) が予測される 1,111 個の希少変異ホモ接合型遺伝子型が明らかになりました。[ 52 ] この研究では、平均 140 個の予測 LOF 遺伝子型 (被験者あたり) が見つかり、その中には 16 個の希少 (マイナーアレル頻度<1%) ヘテロ接合体、0.34 個の希少ホモ接合体、83.2 個の一般的なヘテロ接合体、および 40.6 個の一般的なホモ接合体が含まれていました。ほとんどすべての希少ホモ接合型 LOF 遺伝子型は、 自己接合 セグメント内で見つかりました(94.9%)。[ 52 ] これらの人々のほとんどは、欠陥遺伝子に起因する明らかな健康上の問題を抱えていませんでしたが、より詳細な検査によって軽微な健康上の問題が見つかる可能性があります。
必須性スクリーニングの概要を以下の表に示します(主に必須遺伝子データベースに基づいています。[ 53 ]
ウイルス ウイルスは代謝に必要な遺伝子を多数欠いているため[ 1 ] 、宿主の代謝を乗っ取らざるを得ない。いくつかのウイルスで必須遺伝子のスクリーニングが行われている。例えば、ヒトサイトメガロウイルス (CMV)には、41個の必須ORF、88個の非必須ORF、および27個の増強ORF(合計150個のORF)があることがわかっている。必須遺伝子と増強遺伝子のほとんどは中央領域に位置し、非必須遺伝子は一般的にウイルスゲノムの末端付近に集中している[ 61 ] 。
TscharkeとDobson(2015)は、ワクシニアウイルス の必須遺伝子の包括的な調査をまとめ、Western Reserve(WR)株の223個のORFとCopenhagen株の207個のORFそれぞれに役割を割り当て、細胞培養での複製における役割を評価した。彼らの定義によれば、遺伝子の欠失によって単一または複数の段階の増殖曲線でウイルス力価が10倍以上減少する場合、その遺伝子は必須(すなわち細胞培養で役割を持つ)とみなされる。ラップドビリオン産生、アクチンテール形成、および細胞外ビリオン放出に関与するすべての遺伝子も必須とみなされた。プラークサイズに影響を与えるが複製には影響しない遺伝子は非必須と定義された。この定義によれば、細胞培養でのワクシニアウイルスの複製には93個の遺伝子が必要であり、WR株とCopenhagen株のそれぞれ108個と94個のORFは非必須である。[ 62 ] ゲノムの両端に欠失を持つワクシニアウイルスは予想通りの挙動を示し、軽度または宿主域の欠陥のみを示した。対照的に、VACV株WRのゲノムの両端の欠失を組み合わせると、試験したすべての細胞株で壊滅的な増殖欠陥が生じた。これは、単一遺伝子の欠失では遺伝子の必須性を評価するには不十分であり、ワクシニアウイルスでは当初考えられていたよりも多くの遺伝子が必須であることを示している。[ 62 ]
必須遺伝子のスクリーニング対象となったバクテリオファージ の1つに、マイコバクテリオファージ Giles がある。予測された Giles 遺伝子 78 個のうち少なくとも 35 個 (45%) は溶菌性増殖に必須ではない。20 個の遺伝子が必須であることが判明した。[ 63 ] ファージ遺伝子の大きな問題は、その遺伝子の大部分の機能が不明なままであり、そのためその役割を評価するのが難しいことである。サルモネラ菌エンテリカ ファージ SPN3USのスクリーニングにより13 個の必須遺伝子が明らかになったが、実際にテストされた遺伝子の数はまだ不明瞭である。[ 64 ]
シーケンスベースの技術である Phage-TnSeq がPseudomonas aeruginosa 感染ファージ (ΦKZ、280,334 bp)に適用され、予測された 371 個の遺伝子のうち 110 個の遺伝子が「適応度を与える」ことが示され、未知の必須遺伝子と約 261 個の非必須遺伝子が特定されました。[ 65 ]
定量的遺伝子必須性解析 理論上、必須遺伝子は定性的である。[ 1 ] しかし、周囲の環境によっては、特定の必須遺伝子変異体が部分的な機能を示す場合があり、これはいくつかの研究で定量的に決定できる。たとえば、特定の遺伝子の欠失により、成長速度(または繁殖率やその他の形質)が野生型 の90%に低下する可能性がある。必須遺伝子にアイソザイムや代替経路が存在する場合、それらは完全に欠失する可能性がある。[ 1 ] CRISPR干渉 を使用すると、必須遺伝子の発現を調節または「調整」することができ、遺伝子発現レベルと特定の変異体が示す適応度コストの大きさとの間に定量的(または連続的)な関係が生じる。[ 21 ]
合成致死性 2つの遺伝子は、どちらも必須ではないが、両方が変異すると二重変異体が致死となる場合、合成致死性となる。いくつかの研究では、合成致死性遺伝子の数は全遺伝子の約45%であると推定されている。[ 66 ] [ 67 ]
保全 細菌 における必須遺伝子の保存、 [ 74 ] より改変細菌 では、必須遺伝子は非必須遺伝子よりも保存されているように見えるが[ 75 ] 、相関関係はそれほど強くない。例えば、枯草菌 の必須遺伝子のうち、バチルス門 のすべての細菌に信頼できるオルソログを持つのはわずか34%であり、 大腸菌 の必須遺伝子のうち、ガンマプロテオバクテリアのすべての細菌に信頼できるオルソログを持つのは61%である [ 74 ] 。Fangら(2005)は、永続遺伝子 を、系統群のゲノムの85%以上に存在する遺伝子と定義した[ 74 ] 。彼らは、枯草菌 と大腸菌 について、それぞれ475個と611個のそのような遺伝子を発見した。さらに、遺伝子を持続性と必須性に基づいて 5 つのクラスに分類しました。持続性遺伝子、必須遺伝子、持続性非必須 (PNE) 遺伝子 ( B. subtilis では 276 個、E. coliでは 409 個)、必須非持続性 (ENP) 遺伝子 ( B. subtilis では 73 個、E. coli では 33 個)、非持続性非必須 (NPNE) 遺伝子 ( B. subtilisでは 3,558 個、 E. coli では 3,525 個) です。Fang らは、B. subtilis (バチルス門) とE. coli (ガンマプロテオバクテリア) の両方に存在する 257 個の持続性遺伝子を発見しました。これらのうち、144個(それぞれ139個)は以前に枯草菌 (それぞれ大腸菌 )において必須遺伝子として同定されており、257個の遺伝子のうち25個(それぞれ18個)は枯草菌の475個の 持続遺伝子(それぞれ大腸菌の611個の持続遺伝子) には存在しない。プール内の他のすべてのメンバーはPNE遺伝子である。[ 74 ]
真核生物 では、分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe) とサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae) の1対1のオルソログの83%は保存された必須性を持っている。つまり、両方の種で非必須であるか、両方の種で必須である。残りの17%の遺伝子は、一方の種では非必須であり、もう一方の種では必須である。[ 76 ] これは、S. pombeが S. cerevisiae から約4億年の進化を経ていることを考えると、非常に注目すべきことである。[ 77 ]
一般的に、高度に保存されている、つまり古い遺伝子(つまり、系統発生的に起源が古い遺伝子)は、たとえ重複していても、新しい遺伝子よりも必須である可能性が高い。[ 78 ]
勉強 必須遺伝子の実験的研究は、定義上、必須遺伝子の不活性化が生物にとって致命的であるという事実によって制限される。したがって、遺伝学 でよく用いられる手法である、必須遺伝子を単純に削除したり変異させたりして、その結果生じる表現型 を分析することはできない。
しかしながら、必須遺伝子を操作できる状況もいくつか存在する。二倍体 生物では、一部の必須遺伝子の機能的なコピーが1つあれば十分であり(半数体 )、ヘテロ接合体は指示的な表現型を示す。一部の必須遺伝子は、有害ではあるものの、完全に致死的ではない突然変異に耐えることができる。なぜなら、そのような突然変異は遺伝子の機能を完全に失わせるわけではないからである。
計算解析を用いる ことで、タンパク質を実験的に分析することなく、相同タンパク質 、機能、構造などを調べることで、タンパク質の多くの特性を明らかにすることができます(下記の「必須遺伝子の予測」も参照)。必須遺伝子の産物は、 他の生物で発現させた 場合や、精製して試験管内で 研究した場合にも調べることができます。
条件付き必須遺伝子 は研究しやすい。温度感受性必須遺伝子変異体は、高温で機能を失う産物をコードしており、そのため高温でのみ表現型を示すことが確認されている。[ 79 ]
再現性 必須遺伝子のスクリーニングを独立した研究室で繰り返すと、異なる遺伝子リストが得られることがよくあります。たとえば、大腸菌 でのスクリーニングでは、約300から約600の必須遺伝子が得られています(表1 を参照)。異なる細菌株を使用すると、このような違いはさらに顕著になります(図2 を参照)。一般的な説明としては、実験条件が異なるか、変異の性質が異なる(たとえば、完全な遺伝子欠失とトランスポゾン変異体)ことが挙げられます。[ 5 ] 特にトランスポゾンスクリーニングは、トランスポゾンが遺伝子内の多くの位置に挿入される可能性があるため、再現が困難です。必須遺伝子の3'末端付近への挿入は致死表現型を示さない(または表現型を示さない)可能性があり、そのため、そのように認識されない可能性があります。これは、誤った注釈(ここでは偽陰性)につながる可能性があります。[ 80 ]
CRISPR /Cas9とRNAi スクリーニングの比較。ヒト 慢性骨髄性白血病 細胞株K562の必須遺伝子をこれら2つの方法で同定するスクリーニングでは、重複は限られていた。偽陽性率10%の場合、Cas9スクリーニングでは約4,500個の遺伝子が同定されたのに対し、 shRNA スクリーニングでは約3,100個であり、両方で同定された遺伝子は約1,200個に過ぎなかった。[ 81 ]
生物によって必須遺伝子が異なる 異なる生物は異なる必須遺伝子を持つ可能性がある。たとえば、枯草菌 には271 個の必須遺伝子がある。[ 22 ] 大腸菌の 相同 遺伝子の約半分 (150)も必須である。大腸菌 で必須である他の 67 個の遺伝子は枯草菌 では必須ではなく、大腸菌の 86 個の必須遺伝子には枯草菌の相同遺伝子がない。[ 26 ] マイコプラズマ・ジェニ タリウム では、少なくとも 18 個の遺伝子が必須であるが、M. bovis では必須ではない。 [ 82 ] これらの異なる必須遺伝子の多くは、パラログまたは代替代謝経路によって引き起こされる。[ 1 ]
細菌におけるこのような異なる必須遺伝子は、マイクロバイオーム時代における抗生物質耐性 を低減するために、特定の病原体に対する標的抗菌療法の開発に利用できる。 [ 83 ] Stoneら(2015)は、細菌における必須遺伝子の違いを利用して、有益な細菌であるStreptococcus sanguis ではなく、口腔病原菌であるPorphyromonas gingivalis に対する選択的な薬剤を開発した。[ 84 ]
予測 必須遺伝子は計算によって予測できます。ただし、ほとんどの方法は、ある程度実験データ(「トレーニングセット」)を使用します。Chen ら[ 85 ] は 、このような予測のためのトレーニングセットを選択するための 4 つの基準を決定しました。(1) 選択されたトレーニングセット内の必須遺伝子は信頼できるものであること。(2) 必須遺伝子が定義される成長条件は、トレーニングセットと予測セットで一貫していること。(3) トレーニングセットとして使用される種は、対象生物と密接に関連していること。(4) トレーニングセットと予測セットとして使用される生物は、類似した表現型または生活様式を示すこと。また、正確な予測を得るには、トレーニングセットのサイズが全遺伝子の少なくとも 10% である必要があることもわかりました。必須遺伝子を予測するためのアプローチには、次のようなものがあります。
比較ゲノム学。最初のゲノム( インフルエンザ菌 とマイコプラズマ・ジェニタリウム )が利用可能になった直後、Mushegian ら[ 86 ] は、これら 2 つの種に共通する遺伝子に基づいて必須遺伝子の数を予測しようと試みた。2 つの細菌を隔てる長い進化距離にわたって保存されるのは必須遺伝子のみであると推測された。この研究では、約 250 個の候補必須遺伝子が特定された。 [ 86 ] より多くのゲノムが利用可能になるにつれて、より多くのゲノムが共有する遺伝子がますます少なくなるため、予測される必須遺伝子の数は縮小し続けた。その結果、普遍的に保存されたコアは 40 個未満の遺伝子で構成されていると結論付けられた。 [ 87 ] [ 88 ] しかし、異なる種が異なる必須遺伝子に依存しているため、この保存された遺伝子のセットは必須遺伝子のセットと同一ではない。
同様のアプローチは、ブルセラ 属のパンゲノム から必須遺伝子を推定するためにも使用されている。42個の完全なブルセラ ゲノムと合計132,143個のタンパク質コード遺伝子を使用して、原核生物の必須遺伝子データベースとの比較により、コアゲノムから1252個の潜在的な必須遺伝子を予測した 。[ 89 ]
ネットワーク解析。 酵母 の最初のタンパク質相互作用ネットワークが発表された後、[ 90 ] 高度に接続されたタンパク質(例えば、タンパク質間相互作用 による)は必須である可能性が高いことがわかった。 [ 91 ] しかし、高度に接続されたタンパク質は実験的なアーティファクトである可能性があり、高い接続性は必須性ではなく多面発現を表している可能性がある。 [ 92 ] それにもかかわらず、ネットワーク法は他の基準を追加することで改善されており、必須遺伝子の予測において一定の価値がある。[ 93 ]
機械学習 。Huaらは機械学習 を用いて25種の細菌の必須遺伝子を予測した。 [ 94 ]
ハースト指数 。Liuら(2015)[ 95 ] は、DNAの長距離相関を記述する特徴的なパラメータであるハースト指数 を使用して、必須遺伝子を予測しました。33の細菌ゲノムのうち31では、必須遺伝子のハースト指数の有意水準は対応する全遺伝子セットよりも有意に高かったのに対し、非必須遺伝子のハースト指数の有意水準は変化しないか、わずかに増加しただけでした。
最小ゲノム。必須遺伝子は、必須遺伝子のみを含むとされる 最小ゲノム から推測できると考えられていた。ここでの問題は、最小ゲノムは寄生性(または共生性)種に属し、宿主から多くの栄養素を得るため、遺伝子セットが縮小しても生存できるということである。たとえば、最小ゲノムの1つはセミの共生生物である Hodgkinia cicadicola のゲノムで、わずか 144 Kb の DNA に 188 個の遺伝子しか含まれていない。[ 96 ] 他の共生生物と同様に、Hodgkinia は 宿主から多くの栄養素を得るため、その遺伝子は必須である必要はない。
代謝モデリング 。必須遺伝子は、完全に配列決定されたゲノムにおいて、代謝再構築 、すなわち遺伝子内容から完全な代謝を再構築し、他の種で必須であることが判明した遺伝子と経路を特定することによって予測することもできます。ただし、この方法は、機能が不明なタンパク質によって損なわれる可能性があります。さらに、多くの生物は、考慮に入れなければならないバックアップまたは代替経路を持っています(図 1 を参照)。代謝モデリングは、Basler (2015) によって必須代謝遺伝子を予測する方法の開発にも使用されました。[ 97 ] 代謝モデリングの方法であるフラックスバランス分析は 、最近、淡明細胞腎細胞癌の代謝における必須遺伝子を予測するために使用されています。[ 98 ]
機能が不明な遺伝子 。驚くべきことに、かなりの数の必須遺伝子には既知の機能がありません。たとえば、M. genitalium の 385 個の必須候補遺伝子のうち、95 個の遺伝子には機能が帰属できませんでした[ 7 ]。 この数は 2011 年までに 75 個に減少しましたが。[ 88 ] 機能が不明な必須遺伝子のほとんどは、3 つの基本機能のいずれかに関連する潜在的な生物学的機能を持っています。[ 1 ]
ZUPLS。Song らは、Z曲線と他の配列ベースの特徴のみを使用して必須遺伝子を予測する新しい方法を発表しました。[ 99 ] このような特徴は、DNA/アミノ酸配列から簡単に計算できます。しかし、この方法の信頼性はやや不明瞭です。
必須遺伝子予測サーバー 。Guo ら (2015) は、細菌ゲノムの必須遺伝子を予測するための 3 つのオンライン サービスを開発しました。これらの無料で利用できるツールは、注釈付き機能のない単一の遺伝子配列、明確な名前を持つ単一の遺伝子、および細菌株の完全なゲノムに適用できます。[ 100 ] Kong ら (2019) は、必須遺伝子を予測するために 4000 種を超える細菌を検索するために使用できるePathデータベースを開発しました。 [ 43 ]
必須タンパク質ドメイン ほとんどの必須遺伝子はタンパク質をコードしていますが、多くの必須タンパク質は単一のドメインで構成されています。この事実は、必須タンパク質ドメインの特定に利用されてきました。Goodacre らは、数百の機能不明の必須ドメイン (eDUF) を特定しました。[ 101 ] Lu らは 同様のアプローチを提示し、少なくとも 1 つの微生物種で必須である 3,450 個のドメインを特定しました。[ 102 ]
参考文献 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 徐、平。ゲー、秀春。チェン、レイ。王暁京。ドゥ、ユエタン。徐、ジェリー・Z。パテル、ジェニシュクマール R.ビクトリア州ストーン。トリン、私。エヴァンス、カーラ。子猫、トッド (2011 年 12 月)。「ストレプトコッカス・サンギニスにおけるゲノムワイドな必須遺伝子の同定」。科学的報告書 。1 (1): 125。ビブコード : 2011NatSR...1E.125X。土井 :10.1038/srep00125。ISSN 2045-2322。PMC 3216606 。PMID 22355642。 1 2 Zhang R、Lin Y(2009年1月)。 「DEG 5.0、原核生物と真核生物 の両方における必須遺伝子 の データベース」 。Nucleic Acids Research。37 ( データベース特集号):D455-8。doi : 10.1093 / nar/ gkn858。PMC 2686491。PMID 18974178 。 1 2 3 Jansen, Giorgio; Qi, Tanda; Latora, Vito; Amoutzias, Grigoris D.; Delneri, Daniela; Oliver, Stephen G.; Nicosia, Giuseppe (2024-10-31). "代謝ネットワークの最小化により、新しい機能クラスの遺伝子が定義される" . Nature Communications . 15 (1). doi : 10.1038/s41467-024-52816-2 . ISSN 2041-1723 . PMC 11528065 . PMID 39482321 . ↑ Sassetti CM、Boyd DH、Rubin EJ (2003)。 「高密度突然変異誘発によって定義されたマイコバクテリアの増殖に必要な遺伝子」 。Mol Microbiol。48 ( 1 ) : 77– 84。doi : 10.1046 / j.1365-2958.2003.03425.x。PMID 12657046 。 1 2 3 4 Gerdes S、Edwards R、Kubal M、Fonstein M、Stevens R、Osterman A (2006 年 10 月)。「代謝マップ上の必須遺伝子」。Current Opinion in Biotechnology。17 ( 5 ) : 448–56。doi : 10.1016 / j.copbio.2006.08.006。PMID 16978855 。 ↑ Hutchison CA、Peterson SN、Gill SR、Cline RT、White O、Fraser CM、Smith HO、Venter JC (1999 年 12 月)。「グローバルなトランスポゾン変異誘発と最小限の マイコプラズマ ゲノム 」 。Science。286 ( 5447 ) : 2165–9。doi : 10.1126 / science.286.5447.2165。PMID 10591650。S2CID 235447 。 1 2 Glass JI、Assad-Garcia N、Alperovich N、Yooseph S、Lewis MR、Maruf M、Hutchison CA、Smith HO、Venter JC (2006 年 1 月)。 「 最小 細菌 の 必須 遺伝子」 。 米国 科学アカデミー紀要 。103 (2) : 425–30。Bibcode : 2006PNAS..103..425G。doi : 10.1073 / pnas.0510013103。PMC 1324956。PMID 16407165 。 ↑ Ji Y、Zhang B、Van SF 、 Warren P、Woodnutt G、Burnham MK、Rosenberg M (2001年9月)。「アンチセンスRNAによって生成された条件付き表現型を用いたブドウ球菌の重要な遺伝子の 同定 」 。Science。293 ( 5538 ) : 2266–9。Bibcode : 2001Sci ... 293.2266J。doi : 10.1126 / science.1063566。PMID 11567142。S2CID 24126939 。 ↑ Forsyth RA、Haselbeck RJ、Ohlsen KL、Yamamoto RT、Xu H、Trawick JD、Wall D、Wang L、Brown-Driver V、Froelich JM、C KG、King P、McCarthy M、Malone C、Misiner B、Robbins D、Tan Z、Zhu Zy ZY、Carr G、Mosca DA、Zamudio C、Foulkes JG、Zyskind JW (2002 年 3 月)。 「 黄色ブドウ球菌 の 必須遺伝子の同定 の ためのゲノムワイド戦略」 。Molecular Microbiology。43 (6): 1387–400。doi : 10.1046 /j.1365-2958.2002.02832.x。PMID 11952893 。 ↑ Akerley BJ、Rubin EJ、Novick VL、Amaya K、Judson N、Mekalanos JJ (2002 年 1 月)。 「 インフルエンザ菌の増殖または生存に必要な遺伝子の同定のため の ゲノム規模の解析」 。 米国 科学 アカデミー紀要 。99 ( 2 ) : 966–71。Bibcode : 2002PNAS...99..966A。doi : 10.1073 / pnas.012602299。PMC 117414。PMID 11805338 。 ↑ Thanassi JA、Hartman-Neumann SL、Dougherty TJ、Dougherty BA、Pucci MJ (2002年7月)。 「Streptococcus pneumoniaeにおけるハイスループット遺伝子破壊システムを用いた113個の保存必須遺伝子の同定」 。Nucleic Acids Research。30 ( 14 ) : 3152–62。doi : 10.1093 / nar / gkf418。PMC 135739。PMID 12136097 。 ↑ Song JH, Ko KS, Lee JY, Baek JY, Oh WS, Yoon HS, Jeong JY, Chun J (2005年6月). "対立遺伝子置換変異誘発による肺炎連鎖球菌の必須遺伝子の同定" . Molecules and Cells . 19 (3): 365– 74. doi : 10.1016/S1016-8478(23)13181-5 . PMID 15995353 . 1 2 Le Breton Y、Belew AT、Valdes KM、Islam E、Curry P、Tettelin H、Shirtliff ME、El-Sayed NM、McIver KS (2015 年 5 月)。 「 ヒト 病原菌 Streptococcus pyogenes のコアゲノムにおける必須遺伝子」 。Scientific Reports。5 : 9838。Bibcode : 2015NatSR ... 5E9838L。doi : 10.1038 / srep09838。PMC 4440532。PMID 25996237 。 ↑ Chen L, Ge X, Xu P (2015). "ゲノムワイド欠失変異を用いたStreptococcus sanguinisの必須遺伝子の同定". Gene Essentiality . Methods in Molecular Biology. Vol. 1279. pp. 15–23 . doi : 10.1007/978-1-4939-2398-4_2 . ISBN 978-1-4939-2397-7 . PMC 4819415 . PMID 25636610 . ↑ Sassetti CM、Boyd DH、Rubin EJ ( 2001年 10 月 )。 「マイコバクテリアにおける条件 付き 必須遺伝子の包括的な同定」 。 米国 科学 アカデミー紀要 。98 (22): 12712–7。Bibcode : 2001PNAS ... 9812712S。doi : 10.1073/ pnas.231275498。PMC 60119。PMID 11606763 。 ↑ ラミッハーネ G、フロインドリッヒ JS、イーキンス S、ウィクラマラトネ N、ノーラン ST、ビシャイ WR (2011 年 2 月)。 「結核菌の必須代謝物とその模倣物」 。 mBio 。 2 (1): e00301-10。 土井 : 10.1128/mBio.00301-10 。 PMC 3031304 。 PMID 21285434 。 1 2 Griffin JE、Gawronski JD、Dejesus MA、Ioerger TR、Akerley BJ、Sassetti CM (2011 年 9 月)。 「 高解像度表現型プロファイリングにより、マイコバクテリアの増殖とコレステロール異化に必須な遺伝子が特定される 」 。PLOS Pathogens。7 ( 9 ) e1002251。doi : 10.1371 / journal.ppat.1002251。PMC 3182942。PMID 21980284 。 ↑ Long JE、DeJesus M、Ward D、Baker RE、Ioerger T、Sassetti CM (2015)「グローバル表現型プロファイリングによる結核菌の必須遺伝子の同定」 Gene Essentiality . Methods in Molecular Biology. Vol. 1279. pp. 79–95 . doi : 10.1007/978-1-4939-2398-4_6 . ISBN 978-1-4939-2397-7 PMID 25636614 . ↑ DeJesus MA、Gerrick ER、Xu W、Park SW、Long JE、Boutte CC、Rubin EJ、Schnappinger D、Ehrt S、Fortune SM、Sassetti CM、Ioerger TR (2017 年 1 月)。 「 飽和 トランスポゾン変異誘発による結核菌ゲノムの包括的な必須性解析」 。mBio。8 ( 1 ) : e02133–16。doi : 10.1128 / mBio.02133-16。PMC 5241402。PMID 28096490 。 ↑ Ghosh S、Baloni P、Mukherjee S、Anand P、Chandra N (2013 年 12 月)。 「結核菌 の必須遺伝子 を 研究するため の 多段階多スケールアプローチ」 。BMC Systems Biology。7 : 132。doi : 10.1186 /1752-0509-7-132。PMC 4234997。PMID 24308365 。 1 2 Bosch, B、DeJesus, MA、Poulton, NC、Zhang, W、Engelhart, CA、Zaveri, A、Lavalette, S、Ruecker, N、Trujillo, C、Wallach, JB、Li, S、Ehrt, S、Chait, BT、Schnappinger, S、Rock, JM (2021年7月)。 「ゲノムワイド遺伝子発現 チューニング により 、 結核菌の多様な脆弱性が明らかになる」 。Cell。184 ( 17 ) : 4579–4592.e24。doi : 10.1016 / j.cell.2021.06.033。PMC 8382161。PMID 34297925 。 1 2 Kobayashi K, Ehrlich SD, Albertini A, Amati G, Andersen KK, Arnaud M, et al. (2003 年 4 月). "Essential Bacillus subtilis genes" . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 100 (8): 4678– 83. Bibcode : 2003PNAS..100.4678K . doi : 10.1073/pnas.0730515100 . PMC 153615 . PMID 12682299 . 1 2 Commichau FM、Pietack N、Stülke J (2013 年 6 月 )。 「枯草菌の必須遺伝子 : 10 年後 の 再評価」 (PDF) 。Molecular BioSystems 。9 (6): 1068–75。doi : 10.1039 / c3mb25595f 。PMID 23420519 。S2CID 23769853 。 ↑ Gerdes SY、Scholle MD 、Campbell JW、Balázsi G、Ravasz E、Daugherty MD、et al. (2003 年 10 月)。 「 大腸菌 MG1655 における必須遺伝子の実験的決定とシステムレベルの解析」 。Journal of Bacteriology。185 ( 19 ): 5673–84。doi : 10.1128 /JB.185.19.5673-5684.2003。PMC 193955。PMID 13129938 。 ↑ Kang Y、Durfee T、Glasner JD、Qiu Y、Frisch D、Winterberg KM、et al. (2004 年 8 月) 「大腸菌ゲノムの系統的突然変異誘発」 . Journal of Bacteriology . 186 (15): 4921–30 . doi : 10.1128/JB.186.15.4921-4930.2004 . PMC 451658 . PMID 15262929 . 1 2 馬場 哲、荒 達、長谷川 雅、高井 裕、奥村 裕、馬場 雅 他(2006年)。 「大腸菌 K-12 インフレーム単一遺伝子ノックアウト変異体の構築:慶応コレクション」 。 分子システム生物学 。 2 : 2006.0008. 土井 : 10.1038/msb4100050 。 PMC 1681482 。 PMID 16738554 。 ↑ Jacobs MA、Alwood A、Thaipisuttikul I、Spencer D、Haugen E、Ernst S、et al. (2003 年 11 月)。 「 Pseudomonas aeruginosa の 包括的なトランスポゾン変異体ライブラリー」 。 米国 科学 アカデミー紀要 。100 ( 24): 14339–44。Bibcode : 2003PNAS..10014339J。doi : 10.1073 / pnas.2036282100。PMC 283593。PMID 14617778 。 ↑ Hutcherson JA、Gogeneni H、Yoder-Himes D、Hendrickson EL、Hackett M、Whiteley M、et al. (2016 年 8 月) 「2 つのトランスポゾンシーケンスライブラリで同定された Porphyromonas gingivalis の必須遺伝子の比較」 . Molecular Oral Microbiology . 31 (4): 354–64 . doi : 10.1111/omi.12135 . PMC 4788587 . PMID 26358096 . ↑ Liberati NT、Urbach JM、Miyata S、Lee DG、Drenkard E、Wu G、et al. (2006 年 2 月)。 「 緑膿菌 PA14 株 のトランスポゾン挿入変異体の順序付けられた非冗長ライブラリー」 。 米国 科学 アカデミー紀要 。103 (8 ) : 2833–8。Bibcode : 2006PNAS..103.2833L。doi : 10.1073 / pnas.0511100103。PMC 1413827。PMID 16477005 。 ↑ Knuth K、Niesalla H 、 Hueck CJ、Fuchs TM (2004 年 3 月)。 「致死挿入を捕捉する こと によるサルモネラ菌 の 必須遺伝子の大規模同定」 。Molecular Microbiology。51 ( 6 ): 1729–44。doi : 10.1046 /j.1365-2958.2003.03944.x。PMID 15009898。S2CID 45267476 。 ↑ Salama NR、Shepherd B、Falkow S (2004 年 12 月)。 「 ヘリコバクター ・ ピロリ の グローバルなトランスポゾン変異誘発と必須遺伝子解析」 。Journal of Bacteriology。186 ( 23): 7926–35。doi : 10.1128 / JB.186.23.7926-7935.2004。PMC 529078。PMID 15547264 。 ↑鈴木直樹、乾正樹、湯川 博 (2011) 「コリネバクテリウム・グルタミカム の ハイスループットトランスポゾン変異誘発」 株工学 。分子生物学法。第765巻、 409-17 頁。doi : 10.1007 /978-1-61779-197-0_24。ISBN 978-1-61779-196-3 PMID 21815106 . ↑ Gallagher LA、Ramage E、Jacobs MA、Kaul R、Brittnacher M、Manoil C (2007 年 1 月)。 「 生物 兵器の代替物 で ある Francisella novicidaの 包括的なトランスポゾン変異体ライブラリー」 。 米国科学アカデミー紀要 。104 ( 3 ) : 1009–14。Bibcode : 2007PNAS..104.1009G。doi : 10.1073 /pnas.0606713104。PMC 1783355。PMID 17215359 。 Stahl M、Stintzi A(2011年 6月)。 「 C. jejuniゲノムにおける必須遺伝子の 同定は、超可変可塑性領域を強調する」。Functional & Integrative Genomics。11 (2):241–57。doi :10.1007/s10142-011-0214-7。PMID 21344305。S2CID 24054117。 Stahl M、Stintzi A (2015)「カンピロバクター・ジェジュニにおける条件付き必須遺伝子のマッピングのためのマイクロアレイ・トランスポゾン追跡」Gene Essentiality . Methods in Molecular Biology. Vol. 1279. pp. 1–14 . doi : 10.1007/978-1-4939-2398-4_1 . ISBN 978-1-4939-2397-7 PMID 25636609 ↑ French CT、Lao P 、 Loraine AE、Matthews BT、Yu H、Dybvig K (2008年7月)。 「 Mycoplasma pulmonis の 大規模トランスポゾン変異誘発」 。Molecular Microbiology。69 ( 1): 67–76。doi : 10.1111 / j.1365-2958.2008.06262.x。PMC 2453687。PMID 18452587 。 ↑ Cameron DE、Urbach JM、Mekalanos JJ (2008 年 6 月)。 「定義されたトランスポゾン変異体ライブラリーと、ビブリオ コレラ菌の運動性遺伝子の同定におけるその使用 」 。 米国 科学 アカデミー 紀要 。105 ( 25 ) : 8736–41。Bibcode : 2008PNAS..105.8736C。doi : 10.1073 / pnas.0803281105。PMC 2438431。PMID 18574146 。 ↑ Langridge GC、Phan MD、Turner DJ、Perkins TT、Parts L、Haase J、et al . (2009 年 12 月)。 「 100 万 個 のトランスポゾン変異体を 用いたサルモネラ菌 の すべての遺伝子の同時アッセイ」 。Genome Research。19 (12): 2308–16。doi : 10.1101 /gr.097097.109。PMC 2792183。PMID 19826075 。 ↑ Chaudhuri RR、Allen AG、Owen PJ、Shalom G、Stone K、Harrison M、et al. (2009 年 7 月) 「トランスポゾン媒介差分ハイブリダイゼーション (TMDH) を用いた黄色ブドウ球菌の必須遺伝子の包括的な同定」 BMC Genomics 10 : 291. doi : 10.1186/1471-2164-10-291 . PMC 2721850 . PMID 19570206 . ↑ Christen B、Abeliuk E、Collier JM、Kalogeraki VS、Passarelli B、Coller JA、Fero MJ、McAdams HH、Shapiro L (2011年8月)。 「 細菌 の必須ゲノム 」 。Molecular Systems Biology。7 : 528。doi : 10.1038 / msb.2011.58。PMC 3202797。PMID 21878915 。 ↑ Mendum TA、Newcombe J、Mannan AA、Kierzek AM、McFadden J (2011 年 12 月)。 「インビトロおよび血清における遺伝子適合性を評価するための、髄膜炎菌のゲノムスケールモデルを用いた全体的な突然変異誘発データの調査」 。 ゲノム生物学 。 12 (12):R127。 土井 : 10.1186/gb-2011-12-12-r127 。 PMC 3334622 。 PMID 22208880 。 ↑ Kuehl JV、Price MN、Ray J 、 Wetmore KM、Esquivel Z、Kazakov AE、et al . (2014 年 5 月)。 「 硫酸 還元細菌 Desulfovibrio alaskensis G20 の包括的なトランスポゾン変異体ライブラリーを用いた機能ゲノミクス」 。mBio。5 ( 3 ): e01041-14。doi : 10.1128 / mBio.01041-14。PMC 4045070。PMID 24865553 。 1 2 Kong, Xiangzhen; Zhu, Bin; Stone, Victoria N.; Ge, Xiuchun; El-Rami, Fadi E.; Donghai, Huangfu; Xu, Ping (2019 年 12 月). "ePath: 原核生物の包括的な必須遺伝子アノテーションに向けたオンラインデータベース" . Scientific Reports . 9 (1): 12949. Bibcode : 2019NatSR...912949K . doi : 10.1038/s41598-019-49098-w . ISSN 2045-2322 . PMC 6737131 . PMID 31506471 . 1 2 Kim DU、Hayles J、Kim D、Wood V、Park HO、Won M、et al. (2010 年 6 月) 「分裂酵母 Schizosaccharomyces pombe におけるゲノムワイドな遺伝子欠失セットの解析」 Nature Biotechnology 28 ( 6): 617–623 . doi : 10.1038/nbt.1628 . PMC 3962850 . PMID 20473289 . 1 2 Kamath RS 、 Fraser AG、Dong Y、Poulin G、Durbin R、Gotta M、et al. (2003 年 1 月)。「RNAi を用いた線虫 Caenorhabditis elegans ゲノムの 系統的 機能 解析 」 。Nature。421 ( 6920 ) : 231–7。Bibcode : 2003Natur.421..231K。doi : 10.1038 / nature01278。hdl : 10261 / 63159。PMID 12529635。S2CID 15745225 。 1 2 Spradling AC、Stern D、Beaton A、Rhem EJ、Laverty T、Mozden N、et al. (1999 年 9 月) 「バークレー ショウジョウバエ ゲノム プロジェクト遺伝子破壊プロジェクト: ショウジョウバエの重要な遺伝子の 25% を突然変異させる単一 P エレメント挿入」 . Genetics . 153 (1): 135– 77. doi : 10.1093/genetics/153.1.135 . PMC 1460730 . PMID 10471706 . 1 2 Amsterdam A、Nissen RM、Sun Z、Swindell EC、Farrington S、Hopkins N (2004 年 8 月)。 「 ゼブラ フィッシュ の 初期発生に必須な 315 個 の 遺伝子の同定」 。 米国科学アカデミー紀要 。101 (35 ) : 12792–7。Bibcode : 2004PNAS..10112792A。doi : 10.1073 / pnas.0403929101。PMC 516474。PMID 15256591 。 ↑ White JK、Gerdin AK、Karp NA、Ryder E、Buljan M、Bussell JN、et al. (2013年7月)。 「ノックアウトマウスのゲノムワイドな作製と体系的な表現型解析 により 、多く の 遺伝子の新たな役割が明らかになった 」 。Cell。154 ( 2 ) : 452–64。doi : 10.1016 / j.cell.2013.06.022。PMC 3717207。PMID 23870131 。 1 2 Liao BY、Zhang J ( 2008 年 5 月)。 「ヒトとマウスのオルソログ におけるヌル変異 は 、 しばしば 異なる表現型 を もたらす」 。 米国 科学アカデミー紀要 。105 (19): 6987–92。Bibcode : 2008PNAS..105.6987L。doi : 10.1073/ pnas.0800387105。PMC 2383943。PMID 18458337 。 ↑ Georgi B、Voight BF、Bućan M (2013 年 5 月)。Flint J (編)。 「マウスからヒトへ:必須遺伝子のヒトオルソログの進化ゲノム解析 」 。PLOS Genetics。9 ( 5 ) e1003484。doi : 10.1371 / journal.pgen.1003484。PMC 3649967。PMID 23675308 。 1 2 Sulem P、Helgason H、Oddson A、Stefansson H、Gudjonsson SA、Zink F、 他。 (2015年5月)。 「希少な完全ヒトノックアウト体の大規模なセットの特定」。 自然遺伝学 。 47 (5): 448–52 . 土井 : 10.1038/ng.3243 。 PMID 25807282 。 S2CID 205349719 。 1 2 Narasimhan VM、Hunt KA、Mason D、Baker CL、Karczewski KJ、Barnes MR、et al . (2016 年 4 月)。 「 血縁 関係 の ある親を持つ成人ヒトにおける希少遺伝子ノックアウトの健康および集団 へ の影響」 。Science。352 ( 6284 ): 474–7。Bibcode : 2016Sci... 352..474N。doi : 10.1126 / science.aac8624。PMC 4985238。PMID 26940866 。 ↑ Luo H, Lin Y, Gao F, Zhang CT, Zhang R (2014年1月). "DEG 10、タンパク質コード遺伝子と非コードゲノム要素の両方を含む必須遺伝子データベースの更新" . Nucleic Acids Research . 42 (データベース特集号): D574-80. doi : 10.1093/nar/gkt1131 . PMC 3965060 . PMID 24243843 . ↑ Tzafrir I、Pena - Muralla R、Dickerman A、Berg M、Rogers R、Hutchens S、et al . (2004 年 7 月)。 「 シロイヌナズナの胚発生に必要な遺伝子 の 同定」 。Plant Physiology。135 ( 3): 1206–20。doi : 10.1104 /pp.104.045179。PMC 519041。PMID 15266054 。 ↑ Wang T 、 Birsoy K 、 Hughes NW、Krupczak KM、Post Y、Wei JJ、et al. (2015年11月)。 「 ヒトゲノム における 必須 遺伝子の同定と特徴付け」 。Science。350 ( 6264 ): 1096–101。Bibcode : 2015Sci...350.1096W。doi : 10.1126 / science.aac7041。PMC 4662922。PMID 26472758 。 ↑ Blomen VA、Májek P 、 Jae LT、Bigenzahn JW 、Nieuwenhuis J、Staring J、et al. (2015 年 11 月)。「ヒト半数体細胞における遺伝子の必須性と合成致死性 」 。Science。350 ( 6264 ) : 1092–6。Bibcode : 2015Sci ... 350.1092B。doi : 10.1126 / science.aac7557。PMID 26472760。S2CID 26529733 。 ↑ Georgi B、Voight BF、Bućan M (2013 年 5 月)。 「マウスからヒトへ:必須遺伝子のヒトオルソログの進化ゲノム 解析 」 。PLOS Genetics。9 ( 5 ) e1003484。doi : 10.1371 / journal.pgen.1003484。PMC 3649967。PMID 23675308 。 ↑ Liao BY 、Zhang J (2007 年 8 月)。「マウス の 重複遺伝子は単一遺伝子と同様に必須である」。Trends in Genetics。23 ( 8): 378–81。doi : 10.1016 /j.tig.2007.05.006。PMID 17559966 。 ↑ Mewes HW 、 Frishman D、Güldener U、Mannhaupt G、Mayer K、Mokrejs M、et al. (2002 年 1 月 )。 「MIPS: ゲノムとタンパク質配列のデータベース」 。Nucleic Acids Research。30 ( 1): 31–4。doi : 10.1093 /nar / 30.1.31。PMC 99165。PMID 11752246 。 1 2 Giaever G、Chu AM 、 Ni L 、Connelly C、Riles L、Véronneau S、et al . (2002 年 7 月 ) 。 「 Saccharomyces cerevisiae ゲノムの機能プロファイリング」。Nature。418 ( 6896 ): 387–91。Bibcode : 2002Natur.418..387G。doi : 10.1038/ nature00935。PMID 12140549。S2CID 4400400 。 ↑ Yu D、Silva MC、Shenk T ( 2003 年 10 月)。 「全ゲノム変異解析によって定義されたヒトサイトメガロウイルス AD169 の機能マップ」 。 米国 科学 アカデミー 紀要 。100 ( 21 ) : 12396–401。Bibcode : 2003PNAS..10012396Y。doi : 10.1073 / pnas.1635160100。PMC 218769。PMID 14519856 。 1 2 Dobson BM、Tscharke DC (2015 年 11 月)。 「冗長性 により 、 ワクシニアウイルスの必須遺伝子の 定義が複雑になる」 。The Journal of General Virology。96 ( 11): 3326–37。doi : 10.1099 /jgv.0.000266。PMC 5972330。PMID 26290187 。 ↑ Dedrick RM、Marinelli LJ、Newton GL、Pogliano K、Pogliano J、 Hatfull GF (2013 年 5 月)。 「バクテリオファージ の増殖に 必要 な機能要件:マイコバクテリオファージ Giles における遺伝子の必須性と発現」 。Molecular Microbiology。88 ( 3 ) : 577–89。doi : 10.1111 / mmi.12210。PMC 3641587。PMID 23560716 。 ↑ トーマス JA、ベニテス キンタナ AD、ボッシュ MA、コル デ ペーニャ A、アギレラ E、クリバリ A、他 。 (2016年11月)。 「サルモネラ ファージ SPN3US の必須遺伝子の同定により、巨大ファージの頭部構造とアセンブリに関する新たな洞察が明らかになりました 。 」 ウイルス学ジャーナル 。 90 (22): 10284–10298 。 土井 : 10.1128/JVI.01492-16 。 PMC 5105663 。 PMID 27605673 。 ↑ Chan, Alex; Yee, Wearn-Xin; Mozumdar, Deepto; Kokontis, Claire; Rojas-Montero, Matias; Liu, Miaoxi; Yang, Ying; Yuping, Li; Bondy-Denomy, Joseph (2026年7月). "バクテリオファージゲノムワイドトランスポゾン変異誘発" . Cell . 189 (15): 4810–4824.e7. doi : 10.1016/j.cell.2026.06.030 . ↑ Pál C、Papp B 、 Lercher MJ、Csermely P、Oliver SG、Hurst LD (2006 年 3 月)。「最小代謝ネットワークの進化における 偶然 と 必然 」 。Nature。440 ( 7084 ) : 667–70。Bibcode : 2006Natur.440..667P。doi : 10.1038 / nature04568。PMID 16572170。S2CID 4424895 。 ↑ Mori H, Baba T, Yokoyama K, Takeuchi R, Nomura W, Makishi K, Otsuka Y, Dose H, Wanner BL (2015). "Identification of Essential Genes and Synthetic Lethal Gene Combinations in Escherichia coli K-12". Gene Essentiality . Methods in Molecular Biology. Vol. 1279. pp. 45–65 . doi : 10.1007/978-1-4939-2398-4_4 . ISBN 978-1-4939-2397-7 PMID 25636612 . ↑ ヴァーハーゲン LM、デ・ヨンジュ MI、バーグハウト P、シュラー K、スパニョーロ L、メネンス S、エレベルド MJ、ファン・デル・ガースト・デ・ヨング CE、ゾマー A、ハーマンズ PW、ブーツマ HJ (2014)。 「ヒト唾液中の肺炎球菌の生存に必須の遺伝子のゲノムワイドな同定」 。 プロスワン 。 9 (2) e89541。 Bibcode : 2014PLoSO...989541V 。 土井 : 10.1371/journal.pone.0089541 。 PMC 3934895 。 PMID 24586856 。 ↑ D'Souza G、Kost C (2016年11月) 「細菌における代謝依存性の実験的進化」 PLOS Genetics 12 ( 11) e1006364. doi : 10.1371/journal.pgen.1006364 . PMC 5096674 . PMID 27814362 . ↑ 徐、平。ウィドマー、ジョバンニ。王英平。尾崎、ルイス S.アウベス、ジョアン M.セラーノ、マーナ G.プイウ、ダニエラ。マンケ、パトリシオ。秋吉、ドナ。マッキー、アーロン・J.ウィリアム・R・ピアソン(2004年10月)。 「クリプトスポリジウム・ホミニスのゲノム」 。 自然 。 431 (7012): 1107–1112 。 ビブコード : 2004Natur.431.1107X 。 土井 : 10.1038/nature02977 。 ISSN 0028-0836 。 PMID 15510150 。 S2CID 4394344 。 ↑ Tipples G、McClarty G (1993 年 6 月)。「偏性細胞内細菌 Chlamydia trachomatis は、4 種類のリボヌクレオシド三リン酸のうち 3 種類に対して栄養要求性で ある 」 。Molecular Microbiology。8 ( 6 ) : 1105–14。doi : 10.1111 / j.1365-2958.1993.tb01655.x。PMID 8361355。S2CID 46389854 。 ↑ Côté, Jean-Philippe; French, Shawn; Gehrke, Sebastian S.; MacNair, Craig R.; Mangat, Chand S.; Bharat, Amrita; Brown, Eric D. (2016-11-22). "大腸菌における栄養ストレス遺伝子のゲノムワイド相互作用ネットワーク" . mBio . 7 (6). doi : 10.1128/mBio.01714-16 . ISSN 2150-7511 . PMC 5120140 . PMID 27879333 . ↑ Woods S、Coghlan A、Rivers D、Warnecke T、Jeffries SJ、Kwon T、et al. (2013 年 5 月)。Sternberg PW (編)。 「 系統的 なノックダウン解析によって明らかになった必須遺伝子と非必須遺伝子の重複と保持の偏り」 。PLOS Genetics。9 ( 5 ) e1003330。doi : 10.1371 / journal.pgen.1003330。PMC 3649981。PMID 23675306 。 1 2 3 4 ファン G、ロシャ E、ダンチン A (2005 年 11 月)。 「非必須遺伝子はどの程度必須なのか?」 分子生物学と進化 。 22 (11): 2147–56 . 土井 : 10.1093/molbev/msi211 。 PMID 16014871 。 ↑ Jordan IK、Rogozin IB、Wolf YI、Koonin EV (2002年6月)。 「 細菌では必須遺伝子は非必須遺伝子よりも進化的に保存されて いる 」 。Genome Research。12 ( 6 ) : 962–8。doi : 10.1101 / gr.87702。PMC 1383730。PMID 12045149 。 ↑ Ryan CJ、Krogan NJ、Cunningham P、Cagney G (2013)。 「全か無か:タンパク質複合体 は 遠縁の真核生物間で必須性を反転させる」 。 ゲノム 生物 学と進化 。5 (6): 1049–59。doi : 10.1093 / gbe / evt074。PMC 3698920。PMID 23661563 。 ↑ Sipiczki M (2000). "分裂酵母 は 生命の樹のどこに位置づけられるのか?" . Genome Biology . 1 (2) REVIEWS1011. doi : 10.1186/gb-2000-1-2-reviews1011 . PMC 138848. PMID 11178233 . ↑ Chen WH、Trachana K、Lercher MJ、Bork P (2012年7月)。 「若い遺伝子は古い遺伝子よりも必須である可能性が低く、重複遺伝子は同じ年齢の単一遺伝子よりも必須である可能性が低い」 。Molecular Biology and Evolution。29 ( 7 ) : 1703–6。doi : 10.1093 / molbev/ mss014。PMC 3375470。PMID 22319151 。 ↑ Kofoed M、Milbury KL、Chiang JH、Sinha S、Ben-Aroya S、Giaever G、et al . ( 2015 年 7 月)。 「酵母 の 必須遺伝子の温度感受性アレルに関する配列バーコード 付き 最新コレクション」 。G3。5 ( 9): 1879–87。doi : 10.1534/ g3.115.019174。PMC 4555224。PMID 26175450 。 ↑ Deng J, Su S, Lin X, Hassett DJ, Lu LJ (2013). Kim PM (編). "原核生物必須遺伝子のゲノム注釈を改善するための統計的フレームワーク" . PLOS ONE . 8 (3) e58178. Bibcode : 2013PLoSO...858178D . doi : 10.1371/journal.pone.0058178 . PMC 3592911 . PMID 23520492 . ↑ Morgens DW、Deans RM、Li A、Bassik MC (2016 年 6 月)。 「 必須 遺伝子 に対する CRISPR/Cas9 と RNAi スクリーニングの体系的な比較」 。Nature Biotechnology。34 ( 6 ) : 634–6。doi : 10.1038 / nbt.3567。PMC 4900911。PMID 27159373 。 ↑ Sharma S、Markham PF、Browning GF (2014)。 「他のマイコプラズマで必須とされる遺伝子は、Mycoplasma bovisでは不要で ある 」 。PLOS ONE。9 ( 6 ) e97100。Bibcode : 2014PLoSO ... 997100S。doi : 10.1371 / journal.pone.0097100。PMC 4045577。PMID 24897538 。 ↑ Stone VN、Xu P(2017年12月)。 「 マイクロ バイオーム 時代 の 標的型抗菌療法」 。Molecular Oral Microbiology。32 ( 6): 446–454。doi : 10.1111/ omi.12190。PMC 5697594。PMID 28609586 。 ↑ Stone VN、Parikh HI、El-rami F、Ge X、Chen W、Zhang Y、et al. (2015-11-06)。Merritt J (編)。 「 Porphyromonas gingivalis由来 の Meso-2,6-ジアミノピメリン酸デヒドロゲナーゼに対する小分子阻害剤の同定 」 。PLOS ONE。10 ( 11 ) e0141126。Bibcode : 2015PLoSO..1041126S。doi : 10.1371 / journal.pone.0141126。PMC 4636305。PMID 26544875 。 ↑ Cheng J, Xu Z, Wu W, Zhao L, Li X, Liu Y, Tao S (2014). "必須遺伝子の予測のためのトレーニングセットの選択" . PLOS ONE . 9 (1) e86805. Bibcode : 2014PLoSO...986805C . doi : 10.1371/journal.pone.0086805 . PMC 3899339 . PMID 24466248 . 1 2 Mushegian AR、Koonin EV (1996 年 9 月)。 「完全な細菌ゲノム の比較によって得られ た 細胞生命 の 最小遺伝子セット」 。 米国 科学アカデミー紀要 。93 ( 19): 10268–73。Bibcode : 1996PNAS ... 9310268M。doi : 10.1073 / pnas.93.19.10268。PMC 38373。PMID 8816789 。 ↑ Charlebois RL、Doolittle WF (2004 年12 月 ) 。 「原核生物遺伝子 の普遍性 の 計算:コアを絶滅から救う」 。Genome Research。14 ( 12): 2469–77。doi : 10.1101/ gr.3024704。PMC 534671。PMID 15574825 。 1 2 Juhas M 、Eberl L、Glass JI (2011 年10 月 )。「生命の本質:最小ゲノムの必須遺伝子」。Trends in Cell Biology。21 ( 10): 562–8。doi : 10.1016 /j.tcb.2011.07.005。PMID 21889892 。 ↑ Yang X, Li Y, Zang J, Li Y, Bie P, Lu Y, Wu Q (2016年4月). "Brucella sppのコア遺伝子と必須遺伝子を 特定するためのパンゲノム解析". Molecular Genetics and Genomics . 291 (2): 905–12 . doi : 10.1007/s00438-015-1154-z . PMID 26724943. S2CID 14565579 . ↑ Schwikowski B、Uetz P、Fields S (2000年12月)「酵母におけるタンパク質間相互作用のネットワーク」 Nature Biotechnology . 18 (12): 1257–61 . doi : 10.1038/82360 . PMID 11101803. S2CID 3009359 . ↑ Jeong H、Mason SP、Barabási AL、Oltvai ZN (2001 年 5月 ) 。「タンパク質ネットワークにおける致死性と中心性」。Nature。411 ( 6833 ) : 41–2。arXiv : cond - mat/0105306。Bibcode : 2001Natur.411 ... 41J。doi : 10.1038 / 35075138。PMID 11333967。S2CID 258942 。 ↑ Yu H 、Braun P、Yildirim MA、Lemmens I、Venkatesan K、Sahalie J、et al. (2008 年 10 月)。 「 酵母 インタラク トーム ネットワークの高品質バイナリタンパク質相互作用マップ」 。Science。322 ( 5898): 104–10。Bibcode : 2008Sci ... 322..104Y。doi : 10.1126 / science.11 58684。PMC 2746753。PMID 18719252 。 ↑ Li X, Li W, Zeng M, Zheng R, Li M (2019年2月). 「必須遺伝子またはタンパク質を予測するためのネットワークベースの方法: 概説」. Briefings in Bioinformatics . 21 (2): 566–583 . doi : 10.1093/bib/bbz017 . PMID 30776072 . ↑ Hua HL、 Zhang FZ、Labena AA、Dong C、Jin YT、Guo FB (2016-01-01)。 「複数の相同性マッピングと機械 学習アルゴリズム を 用いた必須遺伝子の予測手法」 。BioMed Research International。2016 7639397。doi : 10.1155 /2016 / 7639397。PMC 5021884。PMID 27660763 。 ↑ Liu X, Wang B, Xu L (2015). "33の細菌ゲノムにおける必須/非必須遺伝子のハースト指数の統計分析" . PLOS ONE . 10 (6) e0129716. Bibcode : 2015PLoSO..1029716L . doi : 10.1371/journal.pone.0129716 . PMC 4466317 . PMID 26067107 . ↑ McCutcheon JP、McDonald BR、Moran NA (2009年7月)。Matic I (編)。 「細菌共生体 の 極めて 小さくGCリッチなゲノムにおける代替遺伝暗号の起源」 。PLOS Genetics。5 ( 7) e1000565。doi : 10.1371 / journal.pgen.1000565。PMC 2704378。PMID 19609354 。 ↑ Basler G (2015). "制約ベースのアプローチを用いた必須代謝遺伝子の計算による予測". Gene Essentiality . Methods in Molecular Biology. Vol. 1279. pp. 183–204 . doi : 10.1007/978-1-4939-2398-4_12 . ISBN 978-1-4939-2397-7 PMID 25636620 ↑ Gatto F、Miess H、Schulze A、Nielsen J (2015年6 月 )。 「フラックスバランス解析により、淡明細胞腎細胞癌の代謝における必須遺伝子が 予測 さ れる 」 。Scientific Reports。5 10738。Bibcode : 2015NatSR ... 510738G。doi : 10.1038 / srep10738。PMC 4603759。PMID 26040780 。 ↑ Song K, Tong T, Wu F (2014年4月). "線形法を用いた原核生物ゲノムにおける必須遺伝子の予測: ZUPLS" . Integrative Biology . 6 (4): 460–9 . doi : 10.1039/c3ib40241j . PMID 24603751 . ↑ Guo FB, Ye YN, Ning LW, Wei W (2015). "細菌必須遺伝子を予測するための3つの計算ツール". Gene Essentiality . Methods in Molecular Biology. Vol. 1279. pp. 205–17 . doi : 10.1007/978-1-4939-2398-4_13 . ISBN 978-1-4939-2397-7 PMID 25636621 . ↑ Goodacre NF、Gerloff DL、Uetz P (2013年12月)。 「 機能 不明のタンパク質ドメインは細菌にとって必須である」 。mBio。5 ( 1 ) : e00744-13。doi : 10.1128 / mBio.00744-13。PMC 3884060。PMID 24381303 。 ↑ Lu Y, Lu Y, Deng J, Lu H, Lu LJ (2015). "必須遺伝子における必須ドメインの発見". Gene Essentiality . Methods in Molecular Biology. Vol. 1279. pp. 235–45 . doi : 10.1007/978-1-4939-2398-4_15 . ISBN 978-1-4939-2397-7 PMID 25636623
さらに読む Gao F, Luo H, Zhang CT, Zhang R (2015). 「必須遺伝子の更新データベースであるDEG 10に基づく遺伝子必須性解析」. Gene Essentiality . Methods in Molecular Biology. Vol. 1279. pp. 219–33 . doi : 10.1007/978-1-4939-2398-4_14 . ISBN 978-1-4939-2397-7 PMID 25636622 Long JL 編 (2015).遺伝子必須性 - Springer Methods and Protocols . Methods in Molecular Biology. Vol. 1279. Humana Press. p. 248. doi : 10.1007/978-1-4939-2398-4 . ISBN 978-1-4939-2397-7 . S2CID 27547825 . Zhang R 編 (2022). Essential Genes and Genomes . Methods in Molecular Biology. Vol. 2377. Humana Press. p. 434. doi : 10.1007/978-1-0716-1720-5 . ISBN 978-1-0716-1719-9 . S2CID 240006552 .