欧州バイオインフォマティクス研究所

欧州バイオインフォマティクス研究所 (EBI)
略語	EMBL-EBI
形成	1992年
位置	ウェルカムゲノムキャンパス、ヒンクストン、ケンブリッジシャー、イギリス;
座標	52.079889, 0.186356
監督	ユアン・バーニー
副ディレクター	ロルフ・アプワイラー
親組織	欧州分子生物学研究所
スタッフ	685
Webサイト	英文

欧州バイオインフォマティクス研究所（EMBL -EBI）は、欧州分子生物学研究所（EMBL）グループの一員として、バイオインフォマティクスの研究とサービスに重点を置く政府間組織（IGO）です。ケンブリッジ近郊のヒンクストンにあるウェルカムゲノムキャンパスに位置し、600人以上のフルタイム相当（FTE）スタッフを雇用しています。^[4]

さらに、EMBL-EBI は、科学者に生物学的データを扱う基礎を教え、EMBL-EBI ベースのものもそうでないものも含め、研究に利用できるさまざまなバイオインフォマティクスツールを推進するトレーニングプログラムを主催しています。

バイオインフォマティクスサービス

EMBL-EBI の役割の 1 つは、Ensembl (全ゲノム配列データを収容)、UniProt (タンパク質配列および注釈データベース)、Protein Data Bank (タンパク質および核酸の三次構造データベース) などの一連のデータベースで生物学的データを索引付けして維持することです。Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) や Clustal Omega 配列アライメントツールなど、さまざまなオンラインサービスとツールが提供されており、さらなるデータ分析が可能です。

ブラスト

BLAST ^[5]は、バイオインフォマティクスデータベースに保存されている生体高分子の一次構造（ほとんどの場合、DNA /RNのヌクレオチド配列）とタンパク質のアミノ酸配列をクエリ配列と比較するアルゴリズムです。このアルゴリズムでは、 BLOSUM 62などのスコアリングマトリックスを使用して、クエリに対して利用可能な配列のスコアリングを使用します。最もスコアの高い配列は、機能的および進化的類似性の観点から、クエリに最も近い類似配列を表します。^[6]

BLASTによるデータベース検索では、入力データが正しい形式（FASTA、GenBank、PIR、EMBL形式など）である必要があります。また、ユーザーはツールを実行する前に、検索する特定のデータベースを指定したり、使用するスコアリングマトリックスやその他のパラメータを選択したりすることもできます。BLASTの結果のベストヒットは、計算されたE値（データベース内に偶然に同様のスコアまたはより高いスコアのヒットが存在する確率）に従って並べられます。^[7]

クラスタルオメガ

Clustal Omega ^{[8] は、}少なくとも3つ、最大4000個の入力DNAおよびタンパク質配列の最適なアライメントを見つけることを可能にする多重配列アライメント(MSA) ツールです。 ^[9] Clustal Omega アルゴリズムは、2つのプロファイルの隠れマルコフモデル(HMM) を使用して、配列の最終的なアライメントを導出します。Clustal Omega の出力は、ガイドツリー (最適なペアリング配列の系統関係) で視覚化したり、クエリ間の相互配列類似性によって順序付けたりすることができます。^{[10] Clustal Omega が他の MSA ツール (Muscle、}ProbCons )よりも優れている点は、その効率性と、結果の精度の高さです。

アンサンブル

EMBL-EBIを拠点とするEnsembl ^[11]は、Ensemblプロジェクトによって維持されているゲノムデータを中心に構成されたデータベースです。モデル生物のゲノムの継続的な注釈付けを担うEnsemblは、研究者に各特定のゲノムに関する関連する生物学的情報の包括的なリソースを提供します。保存された参照ゲノムの注釈付けは自動で、配列ベースです。Ensemblには、Webブラウザからアクセスできる公開ゲノムデータベースが含まれています。保存されたデータは、グラフィカルUIを使用して操作でき、核型から個々の遺伝子、ヌクレオチド配列まで、複数の解像度レベルでのデータの表示をサポートしています。^[12]

もともと脊椎動物を主な研究対象としていたEnsemblは、2009年以降、姉妹プロジェクトであるEnsembl Genomesを通じて、植物、菌類、無脊椎動物、細菌などの種のゲノムに関する注釈付きデータを提供しています。2020年現在、^{[アップデート]}Ensemblプロジェクトのさまざまなデータベースには、50,000を超える参照ゲノムが収められています。^[13]

ＰＤＢ

タンパク質データバンク（PDB）^[14]は、タンパク質や核酸などの生物学的高分子の3次元構造のデータベースです。データは通常、X線結晶構造解析または核磁気共鳴分光法（NMR分光法）によって取得され、PDBメンバー組織（PDBe 、RCSB、PDBj、BMRB）を通じて世界中の構造生物学者によって手動で提出されます。データベースには、PDBe（EMBL-EBIに収容）を含むメンバーのWebページからアクセスできます。PDBeは、ワールドワイドタンパク質データバンク（wwPDB）コンソーシアムのメンバーとして、高分子構造データのアーカイブと維持の共同ミッションを支援しています。^[15]

ユニプロット

UniProt は、タンパク質配列と注釈データのオンラインリポジトリであり、UniProt Knowledgebase (UniProt KB)、UniProt Reference Clusters (UniRef)、UniProt Archive (UniParc) データベースで配布されています。当初は、EMBL-EBI、スイスバイオインフォマティクス研究所(SIB) (共同で Swiss-Prot と TrEMBL を管理)、およびProtein Information Resource (PIR) (タンパク質配列データベースを収容) の個別のベンチャーとして構想されましたが、世界的なタンパク質データ生成の増加により、2002 年にこれらの機関が協力して UniProt が設立されました。^[16]

UniProt に保存されているタンパク質エントリは、一意の UniProt 識別子によってカタログ化されています。各エントリについて収集された注釈データは、論理セクション (タンパク質の機能、構造、発現、配列、関連出版物など) に整理されており、関心のあるタンパク質についての概要を整理できます。外部データベースやデータのオリジナルソースへのリンクも提供されています。タンパク質名/識別子による標準的な検索に加えて、UniProt ウェブページには、BLAST 検索、配列アライメント、または特定のペプチドを含むタンパク質の検索のためのツールが用意されています。^[17]

アルファフォールドDB

AlphaFoldタンパク質構造データベース（AlphaFold DB）は、Google DeepMindとの共同プロジェクトであり、 AlphaFold AIシステムから予測されたタンパク質構造を科学コミュニティに無料で提供しています。^[18]データベースの最初のリリースは2021年でした。2024年現在^{[アップデート]}、AlphaFold DBは2億1,400万を超えるタンパク質構造へのアクセスを提供しています。^[19]

その他のバイオインフォマティクス組織

参照

参考文献

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[1] 「背景 | 欧州バイオインフォマティクス研究所」 Ebi.ac.uk。2018年5月16日。 2019年10月29日閲覧。

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[alphafolddb-nar-19] ヴァラディ、ミハイ;ベルトーニ、ダミアン。マガナ、パウリナ。パランヴァル、ウルミラ。ピドルチナ、イヴァンナ。ラダクリシュナン、マラルヴィジ。ツェンコフ、マキシム。ナイア、スリーナス。ミルディタ、ミロット。ヨ、ジンギ。コバレフスキー、オレグ。トゥニャスヴナクール、キャスリン。レイドン、アガタ。ジデク、アウグスティン。ハミッシュ、トムリンソン。ハリハラン、ダヴァンティ。アブラハムソン、ジョシュ。グリーン、ティム。ジャンパー、ジョン。バーニー、ユアン。シュタイネッガー、マーティン。ハサビス、デミス。サミール州ヴェランカール（2024年1月5日）。「2024 年の AlphaFold タンパク質構造データベース: 2 億 1,400 万を超えるタンパク質配列の構造をカバーする」。核酸研究。52 (D1): D368–D375. doi :10.1093/nar/gkad1011. PMC 10767828 .