脊椎動物ゲノム注釈プロジェクト

脊椎動物ゲノム注釈（VEGA）データベースは、研究者がゲノムの特定の領域を特定し、脊椎動物ゲノムの遺伝子または領域に注釈を付けるのを支援することに特化した生物学的データベースです。 ^[¹^] VEGAブラウザはEnsemblウェブコードとインフラストラクチャに基づいており、科学コミュニティ向けに既知の脊椎動物遺伝子の公開キュレーションを提供しています。^[²^]^[³^] VEGAウェブサイトは、脊椎動物ゲノムに関する最新の情報を維持するために頻繁に更新され、公開されているすべての脊椎動物ゲノムまたはゲノム領域の一貫して高品質の注釈を提示するように努めています。^[⁴^] VEGAはウェルカムトラストサンガー研究所によって開発され、 ZFIN（ゼブラフィッシュ情報ネットワーク）、ハバナグループ、GenBankなどの他の注釈データベースと密接に連携しています。^[¹^]^[⁵^]手動による注釈は、現在、スプライスバリアント、偽遺伝子、ポリアデニル化の特徴、非コード領域、複雑な遺伝子配置の識別において、自動化された方法よりも正確である。 ^[⁵^]

歴史

脊椎動物ゲノム注釈 (VEGA) データベースは、2004 年にウェルカムトラストサンガー研究所によって初めて公開されました。これは、ヒト、マウス、ゼブラフィッシュのゲノム配列の手動注釈を表示するために設計されており、ゲノムシーケンスセンターがヒト染色体の注釈を登録するための中央キャッシュとなっています。^{[ 6 ]}ゲノムデータの手動注釈は、正確な参照遺伝子セットを作成するために非常に価値がありますが、自動方法と比較して高価であるため、モデル生物に限定されていました。ウェルカムトラストサンガー研究所 (WTSI) ^{[ 7 ]}で開発された注釈ツールは、リモートで使用できるため、実行可能なコミュニティ注釈コラボレーションを開くことができるため、現在そのギャップを埋めるために使用されています。^{[ 8 ]} HAVANA プロジェクトと VEGA プロジェクトは、ウェルカムサンガー研究所のジェニファーハロー博士によって運営されていました。VEGA は 2017 年 2 月にアーカイブされ、HAVANA チームは 2017 年 6 月に EMBL-EBI に移りました。

ヒトゲノム

Vega データベースは、ゲノムシーケンスセンターの大部分がヒト染色体の注釈を登録するための中央リポジトリです。^{[ 6 ]} VEGA の最初の公開以来、注釈が付けられたヒト遺伝子座の数は 2 倍以上に増え、49,000 以上 (2012 年 9 月リリース) になり、そのうち 20,000 以上がタンパク質をコードすると予測されています。^{[ 6 ]}^{[ 9 ]}ハバナグループは、コンセンサスコーディング配列 (CCDS) コラボレーションおよび ENCODE プロジェクトの全ゲノム拡張の一環として、ヒトゲノムを完全に手動で注釈付けしており、これは VEGA データベースで参照、比較分析、および配列検索に利用できます。^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} VEGA の最終リリースは 2017 年 2 月 (リリース 68) で、VEGA は現在アーカイブされたサイトであり、更新は行われません。

その他の脊椎動物

VEGAデータベースは、個々の脊椎動物ゲノムデータベースからの情報を統合し、研究者がより簡単にアクセスして比較分析できるように、それらをすべてまとめて提供します。ウェルカム・トラスト・サンガー研究所（WTSI）のヒトおよび脊椎動物分析および注釈（Havana）チームは、Otterlace/ZMapゲノム注釈ツールを使用して、ヒト、マウス、ゼブラフィッシュのゲノムを手動で注釈付けしています。^{[ 12 ]} Otterlace手動注釈システムは、手動注釈データを格納するリレーショナルデータベースで構成され、グラフィカルインターフェースZmapをサポートし、Ensemblスキーマに基づいています。^{[ 8 ]}

ゼブラフィッシュ

ゼブラフィッシュゲノムは、完全に配列決定され、手動で注釈が付けられています。^{[ 13 ]}ゼブラフィッシュゲノムには現在、18,454個の注釈付きVEGA遺伝子があり、そのうち16,588個はタンパク質をコードする遺伝子であると予測されています（2012年9月リリース）。^{[ 14 ]}

ねずみ

マウスゲノムには現在、23,322個のVEGA遺伝子が注釈付けされており、そのうち14,805個はタンパク質をコードする遺伝子であると予測されている（2012年6月リリース）。^{[ 15 ]}手動で注釈付けされた遺伝子座はゲノム全体に広がっているが、染色体2、4、11、Xは他の領域よりも重点的に注釈付けされている。このVegaリリースで示されている注釈は、2012年3月19日に取得されたデータフリーズからのものであり、遺伝子構造はEnsemblリリース67で示されている統合マウス遺伝子セットで提示されている。Vegaは、マウスノックアウトプログラムによって生成された人工遺伝子座も表示している。^{[ 15 ]}

豚

ブタゲノムには現在、2,842個のVEGA遺伝子が注釈付けされており、そのうち2,264個はタンパク質をコードする遺伝子であると予測されている（2012年9月リリース）。^{[ 16 ]}ブタの主要組織適合性複合体（MHC）、別名ブタ白血球抗原複合体（SLA）は、 7番染色体の次中部中心染色体（SSC7p1.1-q1.1）の2.4Mbの領域に及ぶ。免疫応答の制御や様々な疾患への感受性に関与するブタMHCは、組織適合性において独自の役割を果たしている。^{[ 16 ]} X-WTSI染色体とY-WTSI染色体は現在Havanaによって注釈付けされている。^{[ 16 ]}

犬、チンパンジー、ワラビー、ゴリラ

イヌのゲノムには現在、45個の注釈付きVEGA遺伝子があり、そのうち29個は予測タンパク質コード遺伝子である（2005年2月リリース）。^{[ 17 ]} チンパンジーのゲノムには現在、124個の注釈付きVEGA遺伝子があり、そのうち52個は予測タンパク質コード遺伝子である（2012年1月リリース）。^{[ 18 ]} ワラビーのゲノムには現在、193個の注釈付きVEGA遺伝子があり、そのうち76個は予測タンパク質コード遺伝子である（2009年3月リリース）。^{[ 19 ]} ゴリラのゲノムには現在、324個の注釈付きVEGA遺伝子があり、そのうち176個は予測タンパク質コード遺伝子である（2009年3月リリース）。^{[ 20 ]}

比較分析

VEGAは、全ゲノムに加えて、他のブラウザとは異なり、他の脊椎動物、ヒトのハプロタイプ、マウス系統のゲノムから小さな完成済みの関心領域も表示します。現在、これには、さまざまなヒトのハプロタイプ、イヌ、ブタの主要組織適合性複合体（MHC）の完成済みの配列と注釈が含まれます（後者は現在、Ensembl Pre!で非常に限定された形でしか利用できません。^{[ 21 ]}さらに、マウスNOD（非肥満糖尿病）系統のIDD（インスリン依存性糖尿病）候補領域の注釈と、さらに2つのブタ領域があります。^{[ 6 ]}

Vegaには、異なる種または異なるハプロタイプ/株の特定のゲノム領域間の比較ペアワイズ解析が含まれています。これは、全ゲノム対全ゲノムの比較を多数実施するEnsemblとは対照的です。^{[ 22 ]} Vegaの解析には以下が含まれます。

1. LastZ を使用したゲノムアライメントの特定。 2. Ensembl 遺伝子ツリーパイプラインを使用したオルソログペアの予測。パイプラインは系統発生遺伝子ツリーを生成しますが、Vega 比較分析の範囲が限られているため、これらは必然的に不完全であり、結果として Web サイトにはオルソログのみが表示されます。 3. 異なるヒトハプロタイプまたはマウス系統における対立遺伝子の手動による特定。

分析は5つのセットに分けられます。^{[ 22 ]}

1. MHC領域は、イヌ、ブタ（2つのアセンブリ）、ゴリラ、チンパンジー、ワラビー、マウス、および8つのヒトハプロタイプ間で比較された。

犬の12番染色体MHC
ゴリラ染色体6-MHC
チンパンジー第6染色体-MHC
ワラビー染色体2-MHC
Sscrofa10.2上のブタ染色体7（24.7Mb～29.8Mbp）
ブタ第7染色体MHC
マウス染色体17（33.3Mbp～38.9Mbp）
ヒト参照アセンブリ上の第6染色体（28Mbp～34Mbp）
ヒトのCOX、QBL、APD、DBB、MANN、MCF、SSTOハプロタイプにおける第6染色体MHC領域（全長染色体断片）

2. ブタ、ゴリラ、ヒトのLRC領域の比較（9つのハプロタイプ）：

ブタ第6染色体（53.6Mbp～54.0Mbp）
ゴリラ染色体19-LRC
参照アセンブリ上のヒト染色体19q13.4（54.6Mbp～55.6Mbp）。
COX_1、COX_2、PGF_1、PGF_2、DM1A、DM1B、MC1A、MC1Bハプロタイプの19番染色体LRC領域（全長染色体断片）。
インスリン依存性糖尿病（Idd）領域は、マウスの6つの染色体（1、3、4、6、11、17）上に存在し、CL57BL/6参照系統と、DIL非肥満糖尿病（NOD）、CHORI-29 NOD、および129系統のいずれか、または複数系統との間で比較された。詳細については、こちらを参照のこと。

3. これらの比較に使用されたCL57BL/6リファレンスアセンブリの領域は次のとおりです。

Idd3.1: 染色体3、クローンAC117584.11～AC115749.12
Idd4.1: 染色体11、クローンAL596185.12～AL663042.5
Idd4.2: 染色体11、クローンAL663082.5～AL604065.7
Idd4.2Q: 染色体11、クローンAL596111.7～AL645695.18
Idd5.1: 染色体1、クローンAL683804.15～AL645534.20
Idd5.3: 染色体1、クローンAC100180.12～AC101699.9
Idd5.4: 染色体1、クローンAC123760.9～AC109283.8
Idd6.1 + Idd6.2: 染色体6、クローンAC164704.4～AC164090.3
Idd6.3: 染色体6、クローンAC171002.2～AC163356.2
Idd9.1: 染色体4、クローンAL627093.17～AL670959.8
Idd9.1M: 染色体4、クローンAL611963.24～AL669936.12
Idd9.2: 染色体4、クローンCR788296.8～AL626808.28
Idd9.3: 染色体4、クローンAL607078.26～AL606967.14
Idd10.1: 染色体3、クローンAC167172.3～AC131184.4
Idd16.1: 染色体17、クローンAC125141.4～AC167363.3
Idd18.1: 染色体3、クローンAL845310.4～AL683824.8
Idd18.2: 染色体3、クローンAC123057.4～AC129293.9

4．3つの特定の地域間の比較：

ブタ染色体17番（58.2Mbp～67.4Mbp）
ヒト染色体20q13.13-q13.33（45.8Mbp～62.4Mbp）
マウス第2染色体（168.3Mbp～179.0Mbp）

5. マウスとヒトの全長染色体の3対間のペアワイズ比較：

ヒト染色体1とマウス染色体4
ヒト染色体17番とマウス染色体11番
ヒトのX染色体とマウスのX染色体

参考文献

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↑ 「チンパンジーのゲノム」
↑ 「ワラビーのゲノム」
↑ 「ゴリラのゲノム」
↑ 「Pre!Ensembl」。
1 2 「比較分析」

外部リンク

VEGAホームページ
WTSIホームページ
ENCODEホームページ
ZFINホームページ
ゼブラフィッシュ野生型株ゲノム

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[Comparative_Analysis_VEGA-22] 1 2 「比較分析」

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歴史