IT - 関西学院大学tohhiro/bioinfo18/...①キーワード（遺伝子名等）からの検索 let-7a-3 microRNA遺伝子 ②塩基配列を用いた検索配列の正体・ゲノム座標・遺伝子構造等

バイオインフォマティクス第10回

藤博幸

バイオインフォマティクス第10回

藤博幸

BIO

IT

① キーワード（遺伝子名等）からの検索

let-7a-3 microRNA遺伝子

② 塩基配列を用いた検索

配列の正体・ゲノム座標・遺伝子構造等

Spleen Tyrosine Kinaseの塩基配列(mRNA)

③ ゲノムブラウザへのcustomtrackの追加

④ Galaxyを介してのUCSCgenomebrowserの使用

miRNA遺伝子領域の表示①(“Genes and Gene Prediction Tracks”の”sno/miRNA”１)

miRNA：microRNAとは（１）20~24塩基から構成される、機能性non-codingRNA（２）標的mRNAの3’末端の非翻訳領域に結合することで翻訳を抑制し、タンパク質産生を調整

（３）部分的に相補的な標的RNAに結合する。1種類のmiRNAが複数のmRNAの翻訳を制御

図はWikiPathologicaのmiRNAのページから引用http://www.ft-patho.net/index.php?microRNA

let-7a

①

③②

ヒトゲノム用のトップページ

UCSC Genome Bioinformatics のトップページ(http://genome.ucsc.edu/)

④

miRNA遺伝子領域の表示②(“Genes and Gene Prediction Tracks”の”sno/miRNA”２)

①GenomeBrowserボタンをクリック

②”let-7a”(miRNAの名前)を入力

③クリックlet-7aについての検索結果画面(一覧）

④ここでは”has-let-7a-3”のリンクをクリック

⑥

miRNA遺伝子領域の表示③(“Genes and Gene Prediction Tracks”の”sno/miRNA”３)

hsa-let-7a-3遺伝子のビューア表示⑤

表示領域を拡張し近接する遺伝子等を確認

⑥ ”ComparativeGenomics”メニューの“Conservation”トラックのリンクをクリック

⑤ Zoomin/Zoomoutの各ボタンをクリック

その他）“Genes and Gene Prediction Tracks”の“sno/miRNA”が有効(hideモード以外）になっている事を確認する

miRNA遺伝子領域の表示④(“Genes and Gene Prediction Tracks”の”sno/miRNA”４)

比較生物種の選択やグラフ表示オプションのページ表示

⑦

⑧

⑨

⑦Speciesselection項の’+’ボタンをクリックして全生物種を選択

⑧select subtracks by clade項の’+’ボタンをクリックして全cladeを選択

⑨”Primate Cons”, “Mammal Cons”,

“Vertebrate Cons”の各リンクをクリック

⑩

⑪

miRNA遺伝子領域の表示④(“Genes and Gene Prediction Tracks”の”sno/miRNA”４)

比較生物種の選択やグラフ表示オプションのページ表示

⑪submitボタンをクリック

⑩３カ所の”Dataviewscaling”項を“auto-scaletodataview”にし、

“Alwaysincludezero”項を”ON”に設定⑦

⑧

⑨

let-7a-3遺伝子領域は,脊椎動物間で高く保存されていることがわかる。

miRNA遺伝子領域の表示⑤

霊長類

有胎盤類

脊椎動物

他の生物種での進化的な保存状態が表示されたビューア画面

時間

miRNA遺伝子領域の表示⑥

遺伝子A 遺伝子B

分岐

祖先遺伝子

機能に重要なサイトには進化的な制約が作用し保存される傾向を示す

・分岐後に変異を蓄積し経時的に多様化・かなり近縁な分子同士の比較だと、全長に渡って保存度に差が見られず、機能的に重要なサイトが検出されにくくなる

進化的に保存されているサイトは機能に重要なサイトである可能性が高い

＜進化的な保存について> (例)相同遺伝子AとB

miRNA遺伝子は回文構造を持ち、転写後にstem-loop構造を形成する。

ワトソン遺伝子の分子生物学[第６版](JamesD.Watson他著,中村桂子監訳,滋賀陽子他訳東京電機大学出版局, )p646図18.9

miRNAのstem-loop構造

miRNA遺伝子領域の表示⑦

has-let-7a-3遺伝子の保存度について①と②の領域は比較的高く、それらに挟まれた③の領域は低い。

③の領域を中心として部分的な回文構造（赤線の部分）が確認される。

主に①と②の領域で二本鎖のstemが形成され、③の領域にloopが形成されると予想される。

① ②

miRNA遺伝子領域の表示⑧

③

保存領域の詳細

miRBase:themicroRNADatabasehttp://www.mirbase.org/

has-let-7a

5’

3’

has-let-7a*

miRNA遺伝子領域の表示⑨

塩基配列(mRNA)を用いた検索①

① ”Blat”をクリック

ＢＬＡＴ（The BLAST-like Alignment Tool)

BLAT Search Genomeのトップページ

②検索条件

①

②

WebブラウザのURLにhttp://genome.ucsc.edu/を入力→UCSC Genome Bioinformatics のトップページ

塩基配列(mRNA)を用いた検索②

③-2“submit”をクリックして計算実行

③-1入力ボックスにsequence.fastaファイルの中身をコピー＆ペースト

③-1

③-２

入力と実行（方法１-入力ボックスにコピー＆ペーストする場合-）

塩基配列(mRNA)を用いた検索③

核酸配列情報の解析

④-1 “参照”ボタンをクリック

④-1

④-2

④-3 ④-3 “submitfile”をクリックしてファイルのアップロード＆計算実行

入力と実行（方法2- FASTA形式データのファイルをアップロードする場合-）

④-2ダイアログボックスが現れるので “sequence.fasta”を選択して”開く”をクリック

ゲノム上でQuery配列と似ている領域がリストアップされる

染色体番号

クエリー配列とヒットした配列の一致度

染色体上の位置

遺伝子の向き

⑤ ”browser”を右クリックして新規ウィンドウで開く

Ouery(問い合せ)配列=入力した配列

塩基配列(mRNA）を用いた検索④

塩基配列(mRNA）を用いた検索⑤

Queryに対し検出された領域がゲノムブラウザ上で表示される

⑥ ”detail”を右クリックして新規ウィンドウで開く

塩基配列(mRNA）を用いた検索⑥

前のページに戻って…

塩基配列(mRNA）を用いた検索⑦

配列に関する情報

青大文字：クエリー配列中の、ゲノム配列と一致した塩基

水色大文字：スプライス部位の前後

イントロン

ドナー部位

アクセプター部位

エクソンエクソン

⑦ クリック

クエリー配列のゲノム上の位置

塩基配列(mRNA）を用いた検索⑦

配列に関する情報青大文字：クエリー配列中の、ゲノム配列と一致した塩基

水色大文字：スプライス部位の前後

イントロン

ドナー部位

アクセプター部位

エクソンエクソン

⑧ クリック

クエリー配列とゲノムデータのアラインメント

塩基配列(mRNA）を用いた検索⑧

配列に関する情報

Blockの境界

① UCSCgenomebrowserの画面を開く

② addcustomtrackボタンを押す

③ 予め用意したファイルを参照欄から指定する

BED(BrowserExtensibleData)フォーマット（１）ゲノムの特定の領域を表現する書式（２）UCSCの定義では３カラムまでが必須（３）６カラムからなるBED6と,12カラムからなるBED12がある

chr9 117087084 117087116 SRR015294.337 +chr1716285513 16285545 SRR015294.50 -

1 染色体番号2 開始座標3 終了座標4 エントリー名5 スコア6 ストランド

BED6の書式 (BED12の最初の6カラムは共通）

browserpositionchr7:127471196-127495720browserhidealltrackname="ColorByStrandDemo"description="Colorbystranddemonstration"chr7127471196127472363Pos10+chr7127472363127473530Pos20+chr7127473530127474697Pos30+

ファイルがアップされている

ここに直接BED書式のデータをペーストしても良い

④Submitボタンをおす

⑤ gotogenomebrowserをクリック

http://cell-innovation.nig.ac.jp/wiki/tiki-index.php?page=UCSC+Genome+BrowserでBEDファイルを読み込む#Paste_URLs_or_data:_

NGSSurfer’sWikiの「UCSCGenomeBrowserでBEDファイルを読み込む」より

クリックすると３つに分かれる

Galaxyhttp://main.g2.bx.psu.edu/

Galaxy

http://main.g2.bx.psu.edu/

Galaxy

http://main.g2.bx.psu.edu/Click

Galaxy

Click

Check

Click

cyclooxygenaseと入力

delete

editbrowse

• Click

New entry

New EntryIntersectionofdatasets1&2

ペーパーバック:344ページCambridgeUniversityPress;1版(2008/6/16))

参考文献&参考URL

ライフサイエンス統合データベースセンター統合TV(togotv):

USCS Genome Bioinformatics , Genome Browser User Guide

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