Loading article…
 | |
| コンテンツ | |
|---|---|
| 説明 | ゲノム解読のためのバイオインフォマティクスリソース |
| 生物 | 全て |
| 接触 | |
| 研究センター | 京都大学 |
| 研究室 | 金久研究所 |
| 主な引用 | 10592173 の検索結果 |
| 発売日 | 1995 |
| アクセス | |
| Webサイト | ホームページ |
| ウェブサービスURL | RESTについてはKEGG APIを参照 |
| ツール | |
| ウェブ | KEGGマッパー |
KEGG（京都遺伝子ゲノム大百科）は、ゲノム、生物学的経路、疾患、薬物、化学物質を扱うデータベースのコレクションです。KEGGは、ゲノミクス、メタゲノミクス、メタボロミクスなどのオミクス研究におけるデータ分析、システム生物学におけるモデリングとシミュレーション、医薬品開発におけるトランスレーショナルリサーチなど、バイオインフォマティクスの研究と教育に活用されています。
KEGGデータベースプロジェクトは、当時進行中だった日本のヒトゲノム計画の一環として、京都大学化学研究所の金久実教授によって1995年に開始されました。[1] [2]ゲノム配列データの生物学的解釈に使用できるコンピュータ化されたリソースの必要性を予見して、彼はKEGG PATHWAYデータベースの開発を開始しました。これは、細胞と生物の代謝やその他のさまざまな機能に関する実験的知識を表す、手動で描かれたKEGGパスウェイマップのコレクションです。各パスウェイマップには分子相互作用と反応のネットワークが含まれており、ゲノム内の遺伝子をパスウェイ内の遺伝子産物（主にタンパク質）にリンクするように設計されています。これにより、KEGGパスウェイマッピングと呼ばれる分析が可能になりました。これは、ゲノム内の遺伝子コンテンツをKEGG PATHWAYデータベースと比較して、どのパスウェイと関連機能がゲノムにコード化されている可能性があるかを調べるものです。
開発者によると、KEGGは生物システムの「コンピュータ表現」です。[3] KEGGは、システムの構成要素と配線図、具体的には遺伝子とタンパク質の遺伝的構成要素、小分子と反応の化学的構成要素、分子相互作用と反応ネットワークの配線図を統合します。この概念は、システム、ゲノム、化学、健康情報に分類されるKEGGの次のデータベースで実現されています。[4]
- システム情報
- PATHWAY:細胞と生物の機能の経路マップ
- モジュール: 遺伝子のモジュールまたは機能単位
- BRITE: 生物実体の階層的分類
- ゲノム情報
- 化学情報
- 健康情報
データベース
システム情報
KEGG PATHWAY データベース (配線図データベース) は、KEGG リソースの中核です。これは、遺伝子、タンパク質、RNA、化合物、グリカン、化学反応、および疾患遺伝子や薬物ターゲットなど、KEGG の他のデータベースに個別のエントリとして保存されている多くのエンティティを統合したパスウェイ マップのコレクションです。パスウェイ マップは、次のセクションに分類されます。
- 代謝
- 遺伝情報処理（転写、翻訳、複製、修復など）
- 環境情報処理（膜輸送、シグナル伝達など）
- 細胞プロセス（細胞の成長、細胞死、細胞膜の機能など）
- 生物のシステム（免疫系、内分泌系、神経系など）
- 人間の病気
- 医薬品開発
代謝セクションには、通常の代謝経路マップに加えて、代謝の全体像を示す美しく描かれたグローバルマップが含まれています。低解像度のグローバルマップは、たとえば、ゲノミクス研究におけるさまざまな生物の代謝能力や、メタゲノミクス研究におけるさまざまな環境サンプルの比較に使用できます。対照的に、KEGG MODULE データベースの KEGG モジュールは、高解像度の局所配線図であり、特定の生物グループや分子複合体間で保存されているサブパスウェイなど、経路マップ内のより密接な機能単位を表します。KEGG モジュールは、特定の代謝能力やその他の表現型特性にリンクできる特徴的な遺伝子セットとして定義され、ゲノムおよびメタゲノムデータの自動解釈に使用できます。
KEGG PATHWAY を補完するもう 1 つのデータベースは、KEGG BRITE データベースです。これは、遺伝子、タンパク質、生物、病気、薬物、化合物など、さまざまなエンティティの階層分類を含むオントロジーデータベースです。KEGG PATHWAY はこれらのエンティティの分子相互作用と反応に限定されていますが、KEGG BRITE はさまざまな種類の関係を組み込んでいます。
ゲノム情報
KEGGプロジェクトが1995年に開始されてから数か月後、細菌ゲノムの完全配列に関する最初の報告書が発表されました。[5]それ以来、真核生物と原核生物の両方について、公開されたすべての完全ゲノムがKEGGに蓄積されています。KEGG GENESデータベースにはこれらのゲノムの遺伝子/タンパク質レベルの情報が含まれ、KEGG GENOMEデータベースには生物レベルの情報が含まれています。KEGG GENESデータベースは完全ゲノムの遺伝子セットで構成されており、各セットの遺伝子には、KEGGパスウェイマップ、KEGGモジュール、およびBRITE階層の配線図との対応を確立する形で注釈が付けられています。
これらの対応は、オーソログの概念を使用して行われます。KEGG パスウェイ マップは、特定の生物における実験的証拠に基づいて作成されますが、他の生物にも適用できるように設計されています。これは、ヒトとマウスなどの異なる生物が、機能的に同一の遺伝子 (オーソログ遺伝子またはオーソログと呼ばれる) で構成される同一のパスウェイを共有することが多いためです。KEGG GENES データベース内のすべての遺伝子は、KEGG ORTHOLOGY (KO) データベースでこのようなオーソログにグループ化されています。KEGG パスウェイ マップのノード (遺伝子産物) だけでなく、KEGG モジュールと BRITE 階層にも KO 識別子が付与されるため、KEGGのゲノム注釈手順によってゲノム内の遺伝子に KO 識別子が注釈付けされると、対応が確立されます。[4]
化学情報
KEGG代謝経路マップは、代謝ネットワークの2つの側面を表すために描かれています。ゲノムにコード化された酵素がどのように接続されて連続的な反応を触媒するかを示すゲノムネットワークと、基質と生成物の化学構造がこれらの反応によってどのように変換されるかを示す化学ネットワークです。[ 6]ゲノム内の酵素遺伝子のセットは、KEGG経路マップに重ね合わせると酵素関係ネットワークを識別し、次に化学構造変換ネットワークを特徴付けて、生物の生合成および生分解の可能性を解釈できるようにします。あるいは、メタボロームで識別された代謝物のセットは、関与する酵素経路と酵素遺伝子の理解につながります。
化学情報カテゴリのデータベースは、総称して KEGG LIGAND と呼ばれ、化学ネットワークの知識を捕捉することによって構成されています。KEGG プロジェクトの開始時には、KEGG LIGAND は、化合物用の KEGG COMPOUND、化学反応用の KEGG REACTION、酵素命名法の反応用の KEGG ENZYME の 3 つのデータベースで構成されていました。[7]現在では、グリカン用の KEGG GLYCAN [8]と、RPAIR (反応物ペアアラインメント) および RCLASS (反応クラス) と呼ばれる 2 つの補助反応データベースが追加されています。[9] KEGG COMPOUND は、代謝物に加えて、 異物などのさまざまな化合物も含むように拡張されています。
健康情報
KEGGでは、疾患は遺伝因子と環境因子の摂動によって引き起こされる生物システムの摂動状態とみなされ、薬物は異なるタイプの摂動因子とみなされます。[10] KEGG PATHWAYデータベースには、生物システムの正常状態だけでなく摂動状態も含まれています。しかし、分子メカニズムが十分に理解されていないため、ほとんどの疾患では疾患パスウェイマップを描くことができません。KEGG DISEASEデータベースでは、疾患の既知の遺伝因子と環境因子を単純にカタログ化するという代替アプローチが採用されています。これらのカタログは、最終的には疾患のより完全な配線図につながる可能性があります。
KEGG DRUGデータベースには、日本、米国、欧州で承認された医薬品の有効成分が収録されています。これらは化学構造や化学成分で識別され、KEGGパスウェイマップやBRITE階層構造上の標的分子、代謝酵素などの分子相互作用ネットワーク情報と関連づけられています。これにより、ゲノム情報と統合的に薬物相互作用を解析することができます。承認医薬品以外の生薬などの健康関連物質はKEGG ENVIRONデータベースに格納されています。健康情報カテゴリのデータベースは総称してKEGG MEDICUSと呼ばれ、国内で販売されているすべての医薬品の 添付文書も収録されています。
サブスクリプションモデル
2011年7月、KEGGは政府資金の大幅な削減により、FTPダウンロードのサブスクリプションモデルを導入しました。KEGGは引き続きウェブサイトを通じて無料で利用できますが、サブスクリプションモデルはバイオインフォマティクスデータベースの持続可能性に関する議論を引き起こしています。[11] [12]
参照
- 比較毒性ゲノムデータベース- CTD は KEGG 経路を毒性ゲノムおよび疾患データと統合します
- ConsensusPathDBは、KEGGの情報を統合した分子機能相互作用データベースである。
- 遺伝子オントロジー(GO)
- 出版元
- ユニプロット
- 遺伝子疾患データベース
参考文献
- ^ Kanehisa M, Goto S (2000). 「KEGG :京都遺伝子ゲノム事典」. Nucleic Acids Res . 28 (1): 27–30. doi :10.1093/nar/28.1.27. PMC 102409. PMID 10592173.
- ^ Kanehisa M (1997). 「ポストゲノム解析のためのデータベース」Trends Genet . 13 (9): 375–6. doi :10.1016/S0168-9525(97)01223-7. PMID 9287494.
- ^ Kanehisa M, Goto S, Hattori M, Aoki-Kinoshita KF, Itoh M, Kawashima S, Katayama T, Araki M, Hirakawa M (2006). 「ゲノミクスから化学ゲノミクスへ: KEGG における新たな展開」Nucleic Acids Res . 34 (データベース号): D354–7. doi :10.1093/nar/gkj102. PMC 1347464 . PMID 16381885.
- ^ ab Kanehisa M, Goto S, Sato Y, Kawashima M, Furumichi M, Tanabe M (2014). 「データ、情報、知識、原理：KEGG における代謝への回帰」Nucleic Acids Res . 42 (データベース号): D199–205. doi :10.1093/nar/gkt1076. PMC 3965122 . PMID 24214961.
- ^ Fleischmann RD、Adams MD、White O、Clayton RA、Kirkness EF、Kerlavage AR、Bult CJ、Tomb JF、Dougherty BA、Merrick JM、et al. (1995)。「Haemophilus influenzae Rdの全ゲノムランダムシークエンシングとアセンブリ」。Science。269 ( 5223 ) : 496–512。Bibcode : 1995Sci ... 269..496F。doi :10.1126/science.7542800。PMID 7542800。S2CID 10423613 。
- ^ Kanehisa M (2013). 「酵素触媒反応ネットワークの化学的およびゲノム的進化」. FEBS Lett . 587 (17): 2731–7. doi :10.1016/j.febslet.2013.06.026. hdl : 2433/178762 . PMID 23816707. S2CID 40074657.
- ^ Goto S, Nishioka T, Kanehisa M (1999). 「酵素、化合物、反応のLIGANDデータベース」Nucleic Acids Res . 27 (1): 377–9. doi :10.1093/nar/27.1.377. PMC 148189 . PMID 9847234.
- ^ 橋本 健、後藤 聡、河野 聡、青木 木下 健、上田 暢、浜島 正、川崎 哲也、金久 正 (2006). 「糖鎖情報リソースとしての KEGG」.糖鎖生物学. 16 (5): 63R–70R. doi : 10.1093/glycob/cwj010 . PMID 16014746.
- ^ Muto A, Kotera M, Tokimatsu T, Nakagawa Z, Goto S, Kanehisa M (2013). 「保存された反応シーケンスによって明らかになった代謝経路のモジュール構造」J Chem Inf Model . 53 (3): 613–22. doi :10.1021/ci3005379. PMC 3632090 . PMID 23384306.
- ^ Kanehisa M, Goto S, Furumichi M, Tanabe M, Hirakawa M (2010). 「KEGG による疾患と薬物に関連する分子ネットワークの表現と解析」Nucleic Acids Res . 38 (データベース号): D355–60. doi :10.1093/nar/gkp896. PMC 2808910 . PMID 19880382.
- ^ Galperin MY、Fernández-Suárez XM (2012)。「2012 Nucleic Acids Research Database Issue およびオンラインの Molecular Biology Database Collection」。Nucleic Acids Res . 40 (データベース号): D1–8。doi :10.1093/ nar /gkr1196。PMC 3245068。PMID 22144685。
- ^ Hayden, EC (2013). 「人気の植物データベースがユーザーに課金へ」Nature . doi :10.1038/nature.2013.13642. S2CID 211729309.
外部リンク
Wikidata には次のプロパティがあります:
KEGG ID (P665) (用途を参照)
- KEGGウェブサイト
- GenomeNetミラーサイト
- MetaBaseのKEGGのエントリ