![BioCHackathon 2016（仮）
・場所は和光理研 情報基盤棟
・時期は夏休みシーズンを予定（7月〜9月?）
・ある程度コマンドラインでツールを実行した経験がある人を想定
・Rパッケージ開発方法はこちらで説明
・最終的に、Bioconductorへのコミットと、Soqware系論文執筆を目標
・MeSH以外の解析ネタの持ち込みも可
・まだまだやることはたくさんあるので、一緒にハッカソンしましょう！
詳しくは koki.tsuyuzaki [at] gmail.com まで！](https://image.slidesharecdn.com/20151203tsuyuzakibmb2015-151203072701-lva1-app6892/85/MeSH-25-320.jpg)
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文献注釈情報MeSHを利用した網羅的な遺伝子の機能アノテーションパッケージ
- 1. ⽂献注釈情報MeSHを利⽤した網羅的な 遺伝⼦の機能アノテーションパッケージ 理化学研究所 情報基盤センター バイオインフォマティクス研究開発ユニット 特別研究員 露崎弘毅 BMB2015@神⼾ポートアイランド データベース⽣物学 : 公共データの再利⽤による新しい 研究スタイルのすすめ（3W24）
- 2. ⾃⼰紹介 ・名前 : 露崎弘毅（つゆざき こうき） ・所属 : 理化学研究所 情報基盤センター バイオインフォマティクス研究開発ユニット （RIKEN ACCC BiT） 特別研究員 ・研究歴 : 緑膿菌の菌体間コミュニケーションのシミュレーション（学⼠） → 緑膿菌のバイオフィルム形成に関与するパスウェイ予測（修⼠、博⼠） → 緑膿菌の機能アノテーションパッケージの開発（趣味） → Single-cell RNA-Seqのデータ解析、解析⼿法・ソフトウェア開発（現在） @antiplastics
- 3. ⾃⼰紹介 次世代シークエンサー DRY解析教本（細胞⼯学 別冊） 清⽔厚志（監修）、坊農秀雅（監修） http://www.amazon.co.jp/dp/4780909201/ ・Level1-③「Rの使い⽅」 ・Level3-⑤「R + biomaRt + reshape2 + ggplot2 + grid + entropy」 を担当
- 4. 遺伝⼦機能アノテーションとは DNA Microarray SNP-array CAGE SAGE RNA-Seq ChIP-Seq … 分子生物学的な機能 どのような転写因子結合 サイトを持つのか 興味がある遺伝子のリスト (DEGs, SNP, CNV) HNRNPR ZNF436 TCEA3 ASAP3 E2F2 ID3 GALE HMGCL FUCA1 CNR2 … オミックス実験 (102 – 104遺伝子) こいつらは何者？ どのパスウェイに属 するのか
- 6. MeSHの利点 語彙数がGOより多い 語彙の種類がGOより多い Nakazato, T. et al., 2008 2倍以上！ GO （3カテゴリー） MeSH （16カテゴリー） BP: Biological Process CC: Cellular Component MF: Molecular Function A : Anatomy B : Organisms C : Diseases D : Chemicals and Drugs E : Analytical, Diagnostic and Therapeutic Techniques and Equipment F : Psychiatry and Psychology G : Phenomena and Processes H : Disciplines and Occupations I : Anthropology, Education, Sociology and Social Phenomena J : Technology and Food and Beverages K : Humanities L : Information Science M : Persons N : Health Care V : Publication Type Z : Geographical Locations
- 10. どのようにGeneとMeSH を対応させるか Gene ID PubMed ID MeSH ID HNRNPR ZNF436 TFEA3 ASAP3 E2F2 … 23445621 23521515 53515315 51231357 61646667 … Cancer Stem Cell Internet Software USA … (テキストマイニング) gene2pubmed (キュレーターによる) ライセンス版 PubMed (キュレーターによる) 上記の方法では十分な数のMeSHが割り当てられなかった 100生物種については、代表的な15生物種間と総当たりで、 総方向BLASTベストヒットを実行した
- 12. カバレッジ
- 15. 適⽤事例3 家畜動物で初めてMeSH ORAを適用 ⽜（Bos Taurus） 豚（Sus scrofa） ⾺（Equus caballus） Morota, G. et al., Animal GeneNcs, 2015 Wikipediaより
- 16. 適⽤事例4 Laporta J. et al., PLOS ONE, 2015 乳分泌を制御するセロトニンに関与する機能を特定 マウス（Mus musculus） 対照群 セロトニン ⽋失群 ⽋失 + セロトニン投与群 97 DEGs 204 DEGs
- 17. 詳しい使い⽅ kokitsuyuzaki/MeSH.markdown （GitHub Gist） > source(“http://bioconductor.org/biocLite.R”) > biocLite(“meshr”) > vignette(“MeSH”) または、Rコンソール画面で以下をコピペ
- 18. 今後の展望
- 19. I. データ更新の⾃動化 NLM MeSH DBCLS Gendoo NLM PubMed NCBI Gene 公開データベース MeSH ORA Framework 89 MeSH.XXX.eg.db 型パッケージ MeSH.db MeSH.AOR.db MeSH.PCR.db データの取得・整形・ パッケージング https://www.bioconductor.org/ 半年に一度の更新 （4月、10月ぐらい） 昔から書きためていた スクリプト集（超煩雑）
- 21. II. データクレンジング i. 双方向BLASTベストヒット（RBBH）の 最適なアルゴリズム・パラメーター の選択 ii. テキストマイニングによる、 否定的な関連性の除去（感情分析？） 150生物種のRBBHの件数 全生物種のRBBHの総数 BLAT、UBLAST、LAST、BLAST での比較で、UBLASTを現状選択 （速度・精度のバランスより） さらに優れた手法があるなら試したい 現状、E-value = 10-30で実行 生物種ごとに最適な値を選定する必要 があるかも NCBI gene2pubmed Gene X is not related to tumor Y. … Gene X - tumor Y … ？
- 23. IV. ⾮モデル⽣物種への対応 BLAST2GO hGps://www.blast2go.com ？ - パッケージ作成、MeSH-ORA （MeSHDbiのmakeGeneMeSHPackage関数） - 関連する文献の自動取得 シーケンシング 未知の生物種 近縁種へのマッピング de novoアセンブリ 遺伝子予測 FASTQファイル （リード配列） FASTAファイル （遺伝子配列） .fastq .fasta 遺伝子機能アノテーション の自動化 代表的な生物種 の遺伝子配列 オーソログDBなど BLAST2MeSH（仮） Geneリスト Gene-MeSH 対応表 blast > Gene1 MIVQIGRR REEF… Gene1 LuxI protein … MeSH ORA Framework
- 24. まとめ ・⽂献のアノテーションであるMeSHを遺伝⼦のアノテーション に⼆次利⽤するための「MeSH ORA Framework」 というRのパッケージ群を実装した ・MeSH ORA Frameworkで、 1. 機能アノテーションが多様になった 2. ⾮モデル⽣物種でもMeSH ORAができるようになった 3. 関連⽂献情報が取得しやすくなった