Name: 人間のゲノムとモデル生物遺伝学情報を統合するWebベースのツール、MARRVELのナビゲート (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-08-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 37 s
Description: 学ぶMARRVELを用いたヒトゲノムとモデル生物データの統合解析手法。次世代シーケンスで同定された疾患関連変異を迅速に評価し、遺伝学的診断と治療研究の効率化に貢献するバイオインフォマティクスツールの活用法を解説する。

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ラミ・アル・ウーラン博士、ソン・ヨン・キム、ヤンホイ(クレア)Hu、イン・ウーイ・ワン、ナヴィーン・マノハラン、サシダル・パスプラティ、アラム・コムジャン、ドンクス・マオ、マイケル・ワングラー、Hsiao-Tuan Chao、ステファニー・モール、ノーバート・ペリモンに感謝します。マーヴェルのメンテナンス。サマンサ・L・ディールとJ・マイケル・ハーニッシュがこの原稿に対する意見を述てくださったことに感謝しています。
MARRVELの初期開発は、NIHコモンファンド(U54NS093793)およびNIH研究インフラプログラム(ORIP)(R24OD022005)を通じて、未診断疾患ネットワークモデル生物スクリーニングセンターによって一部支援されました。JWは、NIHユーニス・ケネディ・シュライバー国立小児保健・人間開発研究所(F30HD094503)とロバート・アンド・ジャニス・マクネア財団マクネア財団(BCM)の学生奨学生プログラムによって支援されています。HJBは、NIH国立総合医学研究所(R01GM067858)によってさらにサポートされ、ハワードヒューズ医学研究所の研究者です。ZLは、NIH国立総合医学研究所(R01GM120033)、国立老化研究所(R01AG057339)、ハフィントン財団によって支援されています。SYは、NIH国立難聴およびその他のコミュニケーション障害研究所(R01DC014932)、サイモンズ財団(SFARI賞:368479)、アルツハイマー病協会(新研究者研究助成金:15-364099)、ナマンファミリーから追加の支援を受けました。基礎研究基金とキャロライン・ウィース分子医学研究基金

<ol><li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+whole-exome+sequencing+for+the+diagnosis+of+mendelian+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Clinical whole-exome sequencing for the diagnosis of mendelian disorders.</a> New England Journal of Medicine. 369 (16), 1502-1511 (2013).</li>
<li>Richards, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standards+and+guidelines+for+the+interpretation+of+sequence+variants%3A+a+joint+consensus+recommendation+of+the+American+College+of+Medical+Genetics+and+Genomics+and+the+Association+for+Molecular+Pathology%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology.</a> Genetics in Medicine. 17 (5), 405-424 (2015).</li>
<li>MacArthur, D. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidelines+for+investigating+causality+of+sequence+variants+in+human+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Guidelines for investigating causality of sequence variants in human disease.</a> Nature. 508 (7497), 469-476 (2014).</li>
<li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MARRVEL%3A+Integration+of+Human+and+Model+Organism+Genetic+Resources+to+Facilitate+Functional+Annotation+of+the+Human+Genome%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Human+Genetics%22%5BJournal%5D)">MARRVEL: Integration of Human and Model Organism Genetic Resources to Facilitate Functional Annotation of the Human Genome.</a> American Journal of Human Genetics. 100 (6), 843-853 (2017).</li>
<li>Povey, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+HUGO+Gene+Nomenclature+Committee+%28HGNC%29%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Genetics%22%5BJournal%5D)">The HUGO Gene Nomenclature Committee (HGNC).</a> Human Genetics. 109 (6), 678-680 (2001).</li>
<li>Lek, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+protein-coding+genetic+variation+in+60%2C706+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Analysis of protein-coding genetic variation in 60,706 humans.</a> Nature. 536 (7616), 285-291 (2016).</li>
<li>Wildeman, M., van Ophuizen, E., den Dunnen, J. T., Taschner, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+sequence+variant+descriptions+in+mutation+databases+and+literature+using+the+Mutalyzer+sequence+variation+nomenclature+checker%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Mutation%22%5BJournal%5D)">Improving sequence variant descriptions in mutation databases and literature using the Mutalyzer sequence variation nomenclature checker.</a> Human Mutation. 29 (1), 6-13 (2008).</li>
<li>Zhou, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TransVar%3A+a+multilevel+variant+annotator+for+precision+genomics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">TransVar: a multilevel variant annotator for precision genomics.</a> Nature Methods. 12 (11), 1002-1003 (2015).</li>
<li>Hu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+integrative+approach+to+ortholog+prediction+for+disease-focused+and+other+functional+studies%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">An integrative approach to ortholog prediction for disease-focused and other functional studies.</a> BMC Bioinformatics. 12, 357(2011).</li>
<li>Amberger, J. S., Hamosh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Searching+Online+Mendelian+Inheritance+in+Man+%28OMIM%29%3A+A+Knowledgebase+of+Human+Genes+and+Genetic+Phenotypes%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">Searching Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM): A Knowledgebase of Human Genes and Genetic Phenotypes.</a> Current Protocols in Bioinformatics. 58, 1(2017).</li>
<li>Amberger, J. S., Bocchini, C. A., Scott, A. F., Hamosh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((OMIM.org%3A+leveraging+knowledge+across+phenotype-gene+relationships%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">OMIM.org: leveraging knowledge across phenotype-gene relationships.</a> Nucleic Acids Research. 47, 1038-1043 (2019).</li>
<li>Liu, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+variants+in+TBX2+are+associated+with+a+syndromic+cardiovascular+and+skeletal+developmental+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Molecular+Genetics%22%5BJournal%5D)">Functional variants in TBX2 are associated with a syndromic cardiovascular and skeletal developmental disorder.</a> Human Molecular Genetics. 27 (14), 2454-2465 (2018).</li>
<li>Ropers, H. H., Wienker, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Penetrance+of+pathogenic+mutations+in+haploinsufficient+genes+for+intellectual+disability+and+related+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Medical+Genetics%22%5BJournal%5D)">Penetrance of pathogenic mutations in haploinsufficient genes for intellectual disability and related disorders.</a> European Journal of Medical Genetics. 58 (12), 715-718 (2015).</li>
<li>Shashi, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((De+Novo+Truncating+Variants+in+ASXL2+Are+Associated+with+a+Unique+and+Recognizable+Clinical+Phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Human+Genetics%22%5BJournal%5D)">De Novo Truncating Variants in ASXL2 Are Associated with a Unique and Recognizable Clinical Phenotype.</a> American Journal of Human Genetics. 100 (1), 179(2017).</li>
<li>Chen, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+589%2C306+genomes+identifies+individuals+resilient+to+severe+Mendelian+childhood+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Analysis of 589,306 genomes identifies individuals resilient to severe Mendelian childhood diseases.</a> Nature Biotechnology. 34 (5), 531-538 (2016).</li>
<li>Halvorsen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mosaic+mutations+in+early-onset+genetic+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Mosaic mutations in early-onset genetic diseases.</a> Genetics in Medicine. 18 (7), 746-749 (2016).</li>
<li>Kohler, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Human+Phenotype+Ontology+in+2017%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">The Human Phenotype Ontology in 2017.</a> Nucleic Acids Research. 45 (1), 865-876 (2017).</li>
<li>Rentzsch, P., Witten, D., Cooper, G. M., Shendure, J., Kircher, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CADD%3A+predicting+the+deleteriousness+of+variants+throughout+the+human+genome%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">CADD: predicting the deleteriousness of variants throughout the human genome.</a> Nucleic Acids Research. 47 (1), 886-894 (2019).</li>
<li>Sobreira, N., Schiettecatte, F., Valle, D., Hamosh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GeneMatcher%3A+a+matching+tool+for+connecting+investigators+with+an+interest+in+the+same+gene%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Mutation%22%5BJournal%5D)">GeneMatcher: a matching tool for connecting investigators with an interest in the same gene.</a> Human Mutation. 36 (10), 928-930 (2015).</li>
<li>Sobreira, N. L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Matchmaker+Exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Human+Genetics%22%5BJournal%5D)">Matchmaker Exchange.</a> Current Protocols in Human Genetics. 95 (9), 31-39 (2017).</li>
<li>Harnish, M., Deal, S., Wangler, M., Yamamoto, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+functional+study+of+disease-associated+rare+human+variants+using+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">In vivo functional study of disease-associated rare human variants using Drosophila.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2019).</li>
<li>Harrison, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+ClinVar+as+a+Resource+to+Support+Variant+Interpretation%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Human+Genetics%22%5BJournal%5D)">Using ClinVar as a Resource to Support Variant Interpretation.</a> Current Protocols in Human Genetics. 89, 11-18 (2016).</li>
<li>MacDonald, J. R., Ziman, R., Yuen, R. K., Feuk, L., Scherer, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Database+of+Genomic+Variants%3A+a+curated+collection+of+structural+variation+in+the+human+genome%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">The Database of Genomic Variants: a curated collection of structural variation in the human genome.</a> Nucleic Acids Research. 42, Database issue 986-992 (2014).</li>
<li>Firth, H. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DECIPHER%3A+Database+of+Chromosomal+Imbalance+and+Phenotype+in+Humans+Using+Ensembl+Resources%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Human+Genetics%22%5BJournal%5D)">DECIPHER: Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans Using Ensembl Resources.</a> American Journal of Human Genetics. 84 (4), 524-533 (2009).</li>
<li>Thurmond, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FlyBase+2.0%3A+the+next+generation%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">FlyBase 2.0: the next generation.</a> Nucleic Acids Research. 47, 759-765 (2019).</li>
<li>Consortium, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+genomics.+The+Genotype-Tissue+Expression+%28GTEx%29+pilot+analysis%3A+multitissue+gene+regulation+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Human genomics. The Genotype-Tissue Expression (GTEx) pilot analysis: multitissue gene regulation in humans.</a> Science. 348 (6235), 648-660 (2015).</li>
<li>Ponten, F., Jirstrom, K., Uhlen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Human+Protein+Atlas--a+tool+for+pathology%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pathology%22%5BJournal%5D)">The Human Protein Atlas--a tool for pathology.</a> Journal of Pathology. 216 (4), 387-393 (2008).</li>
<li>The Gene Ontology, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Gene+Ontology+Resource%3A+20+years+and+still+GOing+strong%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">The Gene Ontology Resource: 20 years and still GOing strong.</a> Nucleic Acids Research. , (2018).</li>
<li>Mungall, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Monarch+Initiative%3A+an+integrative+data+and+analytic+platform+connecting+phenotypes+to+genotypes+across+species%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">The Monarch Initiative: an integrative data and analytic platform connecting phenotypes to genotypes across species.</a> Nucleic Acids Research. 45 (1), 712-722 (2017).</li>
<li>Meehan, T. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disease+model+discovery+from+3%2C328+gene+knockouts+by+The+International+Mouse+Phenotyping+Consortium%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Genetics%22%5BJournal%5D)">Disease model discovery from 3,328 gene knockouts by The International Mouse Phenotyping Consortium.</a> Nature Genetics. 49 (8), 1231-1238 (2017).</li>
<li>Katoh, K., Rozewicki, J., Yamada, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MAFFT+online+service%3A+multiple+sequence+alignment%2C+interactive+sequence+choice+and+visualization%5BTitle%5D)+AND+%22Brief+Bioinform%22%5BJournal%5D)">MAFFT online service: multiple sequence alignment, interactive sequence choice and visualization.</a> Brief Bioinform. , (2017).</li>
<li>Sievers, F., Higgins, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clustal+Omega+for+making+accurate+alignments+of+many+protein+sequences%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+Science%22%5BJournal%5D)">Clustal Omega for making accurate alignments of many protein sequences.</a> Protein Science. 27 (1), 135-145 (2018).</li>
<li>Yoon, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loss+of+Nardilysin%2C+a+Mitochondrial+Co-chaperone+for+alpha-Ketoglutarate+Dehydrogenase%2C+Promotes+mTORC1+Activation+and+Neurodegeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Loss of Nardilysin, a Mitochondrial Co-chaperone for alpha-Ketoglutarate Dehydrogenase, Promotes mTORC1 Activation and Neurodegeneration.</a> Neuron. 93 (1), 115-131 (2017).</li>
<li>Deal, S., Yamamoto, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unraveling+novel+mechanisms+of+neurodegeneration+through+a+large-scale+forward+genetic+screen+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Genetics%22%5BJournal%5D)">Unraveling novel mechanisms of neurodegeneration through a large-scale forward genetic screen in Drosophila.</a> Frontiers in Genetics. 9, (2019).</li>
<li>Matamoros, A. J., Baas, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microtubules+in+health+and+degenerative+disease+of+the+nervous+system%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Microtubules in health and degenerative disease of the nervous system.</a> Brain Research Bulletin. 126, Pt 3 217-225 (2016).</li>
<li>Theodosiou, A., Arhondakis, S., Baumann, M., Kossida, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolutionary+scenarios+of+Notch+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Biology+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">Evolutionary scenarios of Notch proteins.</a> Molecular Biology and Evolution. 26 (7), 1631-1640 (2009).</li>
<li>Shayevitz, C., Cohen, O. S., Faraone, S. V., Glatt, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+re-review+of+the+association+between+the+NOTCH4+locus+and+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Medical+Genetics.+Part+B%3A+Neuropsychiatric+Genetics%22%5BJournal%5D)">A re-review of the association between the NOTCH4 locus and schizophrenia.</a> American Journal of Medical Genetics. Part B: Neuropsychiatric Genetics. 159 (5), 477-483 (2012).</li>
<li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+and+re-evaluation+of+an+association+between+the+NOTCH4+locus+and+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Medical+Genetics.+Part+B%3A+Neuropsychiatric+Genetics%22%5BJournal%5D)">A review and re-evaluation of an association between the NOTCH4 locus and schizophrenia.</a> American Journal of Medical Genetics. Part B: Neuropsychiatric Genetics. 141 (8), 902-906 (2006).</li>
<li>Oriel, C., Lasko, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+Developments+in+Using+Drosophila+as+a+Model+for+Human+Genetic+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Molecular+Sciences%22%5BJournal%5D)">Recent Developments in Using Drosophila as a Model for Human Genetic Disease.</a> International Journal of Molecular Sciences. 19 (7), (2018).</li>
<li>Hu, Y., Comjean, A., Mohr, S. E., FlyBase, C., Perrimon, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene2Function%3A+An+Integrated+Online+Resource+for+Gene+Function+Discovery%5BTitle%5D)+AND+%22G3%22%5BJournal%5D)">Gene2Function: An Integrated Online Resource for Gene Function Discovery.</a> G3. 7 (8), Bethesda. 2855-2858 (2017).</li>
</ol>

著者は何も開示していない。

このプロトコルの重要な手順には、最初の入力 (手順 1.1-1.3) とその後の出力の解釈が含まれます。検索結果が陰性である最も一般的な理由は、遺伝子や変異体を記述できる多くの方法があるためです。MARRVEL はスケジュールに基づいて更新されますが、これらの更新プログラムによって、MARRVEL がリンクしている異なるデータベース間で切断が発生する可能性があります。したがって、トラブルシューティングの最初のステップは、遺伝子またはバリアントの代替名が検索結果の成功につながるかどうかを常にチェックすることです。それでも解決できない場合は、http://marrvel.org/messageのフィードバックフォームを使用して開発チームにメッセージを送信してください。
MARRVELに対する1つの制限は、遺伝子および変異体分析に必要な有用なデータベースがすべて含まれていないことです。例えば、CADD18などの病原性予測アルゴリズムは現在提供されていない。同様に、遺伝子の既知の疾患を引き起こす変異体への構造的および機能的なリンクを提供し得る...

次世代シーケンシング技術の使用は、研究と臨床遺伝研究所の両方で拡大しています 1.全エキソメ(WES)と全ゲノムシーケンシング(WGS)の解析により、既知の疾患を引き起こす遺伝子における未知の有意性(VUS)の多くの稀な変異体と、メンデリアン病(GUS:不確定遺伝子)にまだ関連していない遺伝子の変異体が多数明らかになっています。意義)。臨床配列報告書に遺伝子と変異体のリストを提示し、医療遺伝学者は、関心のある患者に見られる特定の表現型に対してどの変異体が関与している可能性があるかを評価するために、複数のオンラインリソースを手動で訪問する必要があります。.このプロセスは時間がかかり、その有効性は個人の専門知識に大きく依存します。いくつかのガイドライン論文が2、3に発表されているが、WESとWGSの解釈は、バリアント分析のための標準化された方法論がまだないので、手動キュレーションを必要とする。VUSの解釈では、以前に報告された遺伝子型表現型関係、継承の様式、および一般集団における対立遺伝子頻度に関する知識が貴重になる。さらに、変異体が重要なタンパク質ドメインに影響を与えるか、または進化的に保存された残基に影響を与えるかについての知識は、病原性の可能性を増加または減少させる可能性がある。これらの情報をすべて収集するには、通常、情報が World Wide Web を介して散在するため、10 ~ 20 人の人間およびモデルの生物データベースをナビゲートする必要があります。
同様に、特定の遺伝子や経路に取り組むモデル生物科学者は、その知見をヒトの疾患メカニズムに結び付け、ヒトゲノム分野で生み出されている知識を活用したいと考えていることが多い。しかし、ヒトゲノムに関するデータセットの急速な拡大と進化により、有用な情報を提供するデータベースの特定は困難でした。また、ほとんどのモデル生物データベースは、日常的に特定の生物を扱う研究者のために設計されているので、例えば、マウス研究者がショウジョウバエデータベース内の特定の情報を検索することは非常に困難です。その逆も同様です。医学遺伝学者によって行われるバリアント解釈検索と同様に、有用なヒトおよび他のモデル生物情報の同定は時間がかかり、モデル生物研究者の背景に大きく依存する。MARRVEL(希少バリアント探索のためのモデル生物集約リソース)4は、ワークフローを合理化するために、ユーザーの両方のグループのために設計されたツールです。
MARRVEL(http://marrvel.org)は、臨床医や研究者のために効率的かつ一貫した方法で体系的にデータを収集する集中検索エンジンとして設計されました。20以上の一般に利用可能なデータベースからの情報を使用すると、このプログラムは、ユーザーが迅速に情報を収集し、再検索なしで人間やモデルの生物データベースの多数にアクセスすることができます。検索結果ページには、元の情報源へのハイパーリンクも含まれているため、個人は生データにアクセスし、ソースから提供される追加情報を収集できます。
VCFまたはBAMファイルの形式で大規模なシーケンスデータ入力を必要とするバリアントの優先順位付けツールの多くとは対照的に、MARRVELは、多くの場合、独自の/商用ソフトウェアのインストール、任意のWebブラウザ上で動作します。インターネットに接続している限り、スマートフォンやタブレットなどのポータブルデバイスと無償で使用できます。多くの臨床医や研究者は、通常、一度に1つまたはいくつかの遺伝子と変異体を検索する必要があるため、私たちは、この形式を選択しました.私たちは、最終的にユーザーが必要に応じてカスタマイズされたクエリツールを介して一度に数百の遺伝子やバリアントをキュレーションできるように、MARRVEL用のバッチダウンロードとAPI(アプリケーションプログラミングインタフェース)機能を開発しています。
アプリケーションの広い範囲のために、このプロトコルでは、MARRVELが表示する異なるデータセットをナビゲートする方法に関する広く包括的なアプローチを説明します。特定のユーザーのニーズに合わせて調整された、よりターゲットを絞った例については、「代表的な結果」セクションで説明します。MARRVELの出力は、貴重な情報を抽出するために、ヒト遺伝学またはモデル生物のいずれかで一定のバックグラウンド知識を必要とすることに注意することが重要です。読者は、MARRVEL (表 1) によってキュレーションされた各元のデータベースの機能を説明する一次論文を一覧表示する表を参照します。次のプロトコルは、(1)検索の開始方法、(2)MARRVELヒト遺伝学の出力の解釈方法、(3)MARRVELにおけるモデル生物データの利用方法の3つのセクションに分かれています。「代表的な結果」セクションでは、より焦点を絞った具体的なアプローチについて説明します。MARRVELは積極的に更新中ですので、データソースの詳細については、現在のウェブサイトのFAQページをご覧ください。MARRVELのホームページ下部にある電子メール送信フォームを通じて更新通知を受け取るために、MARRVELのユーザーがサインアップすることを強くお勧めします。

<table><tbody><tr><td>Human Genetics</td><td>ClinVar</td><td>PMID: 29165669</td><td></td></tr> <tr><td>https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/ Human Genetics</td><td>DECIPHER</td><td>PMID: 19344873&nbsp;</td><td>https://decipher.sanger.ac.uk/</td></tr><tr><td>人類遺伝学DGV</td><td></td><td>PMID:&nbsp;24174537</td><td>http://dgv.tcag.ca/dgv/app/home</td></tr><tr><td>Orthology Prediction</td><td>DIOPT</td><td>PMID: 21880147&nbsp;</td><td>https://www.flyrnai.org/cgi-bin/DRSC_orthologs.pl</td></tr><tr><td>ヒト遺伝子/転写産物命名</td>法<td>アンサンブル</td><td>PMID: 29155950&nbsp;</td><td>https://useast.ensembl.org/</td></tr><tr><td>人類遺伝学ExAC</td><td>&nbsp;</td><td>PMID: 27535533</td><td>http://exac.broadinstitute.org/</td></tr> <tr><td>Primary Model Organism Database FlyBase</td><td>(ショウジョ</td>ウバエ)<td>PMID:</td><td>26467478 http://flybase.org</td></tr><tr><td>Model Organism Database Integration Tools</td><td>Gene2Function</td><td>PMID: 28663344</td><td></td></tr> <tr><td>http://www.gene2function.org/search/ Human Genetics</td><td>Geno2MP</td><td>N/A</td><td>http://geno2mp.gs.washington.edu/Geno2MP/</td></tr><tr><td>Human Genetics</td><td>gnomAD</td><td>PMID: 27535533</td><td>http://gnomad.broadinstitute.org/</td></tr> <tr><td>Gene Ontology</td><td>GO Central</td><td>PMID: 10802651, 25428369&nbsp;</td><td>http://www.geneontology.org/</td></tr><tr><td>ヒト遺伝子/タンパク質発現</td><td>GTEx</td><td>PMID: 29019975, 23715323&nbsp;</td><td>https://gtexportal.org/home/</td></tr><tr><td>ヒト遺伝子命名法</td><td>HGNC</td><td>PMID:27799471&nbsp;</td><td>https://www.genenames.org/</td></tr><tr><td>一次モデル生物データベース</td><td>IMPC(マウス)</td><td>PMID:27626380</td><td>http://www.mousephenotype.org/</td></tr> <tr><td>一次モデル生物データベース</td><td>MGI(マウス)</td><td>PMID:25348401</td><td>http://www.informatics.jax.org/</td></tr> <tr><td>モデル生物データベース統合ツール</td><td>Monarch Initiative</td><td>PMID:27899636</td><td>https://monarchinitiative.org/</td></tr> <tr><td>ヒトバリアント命名</td>法<td>変異器</td><td>PMID: 18000842&nbsp;</td><td>https://mutalyzer.nl/</td></tr><tr><td>Human Genetics</td><td>OMIM</td><td>PMID:28654725</td><td>https://omim.org/</td></tr> <tr><td>Primary Model Organism Databases</td><td>PomBase(分裂酵母)</td><td>PMID:22039153</td><td>https://www.pombase.org/</td></tr> <tr><td>Literature</td><td>PubMed</td><td>N/A</td><td>https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/</td></tr> <tr><td>Primary Model Organism Databases</td><td>RGD(ラット)</td><td>PMID:25355511</td><td>https://rgd.mcw.edu/</td></tr><tr><td>Primary Model Organism Databases</td><td>SGD(出芽酵母)</td><td>PMID:22110037</td><td></td></tr> <tr><td>https://www.yeastgenome.org/ Human Gene/Protein Expression</td><td>The Human Protein Atlas</td><td>PMID:</td><td>21752111 https://www.proteinatlas.org/</td></tr> <tr><td>Primary Model Organism Databases</td><td>WormBase (C. elegans)</td><td>PMID:26578572</td><td>http://wormbase.org</td></tr><tr><td>Primary Model Organism Databases</td><td>ZFIN(ゼブラフィッシュ)</td><td>PMID:26097180</td><td>https://zfin.org/</td></tr></tbody></table>

人間のゲノムとモデル生物遺伝学情報を統合するwebベースのツール、marrvelのナビゲート

Navigating MARRVEL, a Web-Based Tool that Integrates Human Genomics and Model Organism Genetics Information

全エキソメ/ゲノムシーケンシングを通じて、ヒト遺伝学者は疾患現象と分離する稀な変異体を同定する。特定の変異体が病原性であるかどうかを評価するには、多くのデータベースを照会して、対象遺伝子が遺伝病に関連しているかどうか、特定の変異体が以前に報告されているかどうか、およびモデル生物で利用可能な機能データを判別する必要があります。ヒトにおける遺伝子の機能に関する手がかりを提供する可能性のあるデータベース。MARRVEL(希少変異体探索のためのモデル生物集約リソース)は、マウス、ラット、ゼブラフィッシュ、フルーツフライ、線虫、核分裂を含む7つのモデル生物におけるヒト遺伝子および変異体およびその直腸遺伝子のためのワンストップデータ収集ツールです。酵母、および発芽酵母。このプロトコルでは、MARRVELが何に使用できるかの概要を説明し、既知の疾患を引き起こす遺伝子における未知の有意性(VUS)の変異体または不確定有意性(GUS)の遺伝子の変異体が可能であるかどうかを評価するために、異なるデータセットをどのように使用できるかを議論します。病原 性。このプロトコルは、関心のある変異体の有無にかかわらず、ヒト遺伝子から始まる複数のヒトデータベースを同時に検索する方法をユーザーに案内します。また、OMIM、ExAC/gnomAD、クリンバー、ジェノ2MP、DGV、デチッパーのデータの活用方法についても説明します。さらに、各ヒト遺伝子に関連するモデル生物におけるオルテオログ候補遺伝子、発現パターン、およびGO項のリストを解釈する方法を示す。さらに、我々は提供される価値タンパク質構造ドメインアノテーションについて議論し、多種タンパク質アライメント機能を使用して、目的の変異体が進化的に保存されたドメインまたはアミノ酸に影響を与えるかどうかを評価する方法を説明する。最後に、このウェブサイトの3つの異なるユースケースについて説明します。MARRVELは臨床および基礎研究者のために設計されている容易にアクセス可能なオープンアクセスのウェブサイトであり、機能的研究のための実験を設計するための出発点として役立つ。

人間の遺伝学者とモデル生物の科学者は、それぞれ異なる目的の結果を持つ、異なる方法でMARRVELを使用しています。以下は、MARRVELの可能な用途の3つのビネットです。
優勢疾患における変異体の病原性の評価 MARRVELを訪問するユーザーのほとんどは、まれな人間の変異体が特定の病気を引き起こす可能性を分析するために、このウェブサイトを使用しています.例えば、TBX2の誤ったセンス(17:59477596 G&gt;P.R20Q)バリアントは、異形性の特徴と口蓋裂、心不全、骨格および数字の異常、甲状腺関連の小さな家族において、常染色体支配的な方法で分離することが判明した。フェノタイプ、および免疫欠陥12.これらの症状に罹患した母親と2人の子供は変異体を運んだが、父親はそうしなかった。9歳の息子は最も重症の表現型を持っていたのに対し、36歳の母親と6歳の娘は軽度の形態を持っていた。この変異体が病原性である可能性があるかどうかを評価するために、http://MARRVEL.org...

ここでは、多くのヒトおよびモデル生物データベースに効率的にアクセスして分析するためのプロトコルを提示する。このプロトコルは、次世代シーケンシングの取り組みから同定された候補疾患を引き起こす変異体を分析するためにMARRVELを使用することを示しています。

人間のゲノムとモデル生物遺伝学情報を統合するWebベースのツール、MARRVELのナビゲート

Through whole-exome/genome sequencing, human geneticists identify rare variants that segregate with disease phenotypes. To assess if a specific variant is ...

MARRVEL.orgは、主に希少遺伝病に焦点を当てて、ヒト遺伝子の疾患関連性の概要を提供できる情報を集約します。また、モデル生物データベースから生物学的情報を収集します。MARRVELは多くの時間と労力を節約できます。このツールを使用しないと、ユーザーは何時間もかけて異なるデータベースを検索し、MARRVELが数秒で取得できる情報を収集します。MARRVELは世界中の医師や科学者によって積極的に使用されています。それは診断を促進し、治療研究のためのより多くの情報を探求するための出発点となり得る。私たちのユーザーのほとんどは人間の遺伝学の背景を持っていますが、モデル生物の研究者を含む生物医学分野の広い範囲からのユーザーの数が増加しています。ヒト遺伝子および変異体ベースの検索の場合は、MARRVELホームページを開きます。検索は、遺伝子情報単独、変異型情報のみ、または遺伝子情報と変異体情報の両方で行うことができます。候補の遺伝子名が入力ボックスの下に、各文字エントリと共にリストされていることを確認します。検索が陰性に戻った場合は、HGNCウェブサイトを使用して、使用される遺伝子シンボルが最新であることを確認してください。次に、エキソーム集合体コンソーシアムおよびゲノム凝集データベースに変異体がどのように表示されるか、またはヒトゲノム変動学会のガイドラインに従ってトランスクリプトベースの命名法を使用するヒトバリアント情報を入力します。ゲノム位置命名法については、ホモ・サピエンスゲノムアセンブリ19に従って座標を使用する。MARRVELの対象となるヒト遺伝子に関連するモデル生物データにアクセスするには、遺伝子機能表を使用して8つのモデル生物について以下の各々を取得します。各遺伝子名がそれぞれのモデル生物データベースの遺伝子ページにハイパーリンクになっているので、リンクをクリックして、各モデル生物に利用可能な表現型情報とリソースの詳細を調べるようにしてください。たとえば、FlyBase では、生成されたすべての対立点、それぞれの相乗タイプ、および公共のストック センターからの各対立の可用性の一覧が表示されます。遺伝子機能表で、PubMed リンクをクリックして、各生物の対象遺伝子に関連する出版物のリストに移動します。モデル生物遺伝子が対象のヒト遺伝子のオルソログである可能性が高いという信頼度を確認するには、DIOPTカラムをチェックして、モデル生物遺伝子が対象のヒト遺伝子のオルソログである可能性が高いオルソログ予測アルゴリズムの数の尺度を得る。[ベスト DIOPT スコア遺伝子のみを表示] チェックボックスをオフにして、各モデル生物に必ずしもオルソログではないパラミン遺伝子と相同遺伝子を含むすべての候補を表示します。目的の遺伝子またはタンパク質の発現を決定するには、目的の遺伝子またはタンパク質がヒトまたはモデル生物データベースで発現することが報告されている組織のリストの発現列を確認してください。ヒト転写体データは、遺伝子型組織発現(GTEx)から取得され、ヒトタンパク質発現データはヒトタンパク質アトラスから取得される。[式] 列には、ヒート マップを使用して遺伝子やタンパク質の発現パターンを表示する、人間や飛ぶデータなどのポップアップ リンクを含むボタンが一部のデータに含まれます。その他のデータは、さらに探索するためにそれぞれのモデル生物データベースページにハイパーリンクされます。遺伝子オントロジー用語にアクセスするには、分子機能、細胞成分、および生物学的プロセス列を確認します。これらのデータは、実験証拠コードによってフィルタリングされ、各モデル生物の直接実験証拠に基づく遺伝子オントロジー用語を表示しています。モナーク・イニシアティブを使用して、特定のヒト遺伝子のフェノグリッド・ページにナビゲートします。既知のヒト疾患とモデル生物変異体との関心遺伝子に関連する発現型との間で迅速な比較を提供するチャートが出現する。マウス遺伝子に国際マウス表現型コンソーシアムによって作成または計画されたノックアウトマウスがある場合、IMPCをクリックすると、ノックアウトマウスの表現型と公共ストックセンターからの入手可能性を詳述したページにリンクされます。目的のヒトタンパク質の予測タンパク質ドメインに関する情報を取得するには、[ヒト遺伝子タンパク質ドメイン]ボックスをクリックします。データは、タンパク質ファミリーおよび保存ドメインデータベースを使用するDIOPTから導出されます。単一の残基は、2つのソースにアセアナンスされたドメイン内のいくつかの重複のために複数回アナンスされ得る。次に、複数タンパク質アライメントボックスを使用して、各タンパク質のアミノ酸またはヌクレオチド配列アライカに対して複数アライメントプログラムを使用するDIOPTによって生成されたアミノ酸の複数アライメントを取得します。目的のアミノ酸を強調表示するには、ボックスの下部までスクロールし、目的のアミノ酸番号を入力します。モデル生物の遺伝子に基づいて MARRVEL で検索を開始するには、「モデル生物の検索」をクリックして、選択したモデル生物を選択します。モデル生物遺伝子シンボルを入力し、名前が自動完成した遺伝子シンボルをクリックして、[検索]をクリックします。検索結果が陰性の場合は、モデル生物データベースで使用される公式の遺伝子シンボルを確認します。検索結果が依然として陰性である場合は、DIOPT および Orthology Predictions 検索データベースにアクセスして、対象遺伝子に対して良好な予測オルソログがないかどうかを評価します。検索が陽性の場合は、ヒト遺伝子の選択について、ヒト遺伝子からモデル生物列までのDIOPTスコアと最良のスコアを確認します。遺伝子が3つ以上のDIOPTスコアを有し、ヒト遺伝子からモデル生物への最良のスコアがYesとマークされている場合、対象となるモデル生物遺伝子に対してオーソリンタである遺伝子が複数ある可能性が高い。[MARRVEL it]リンクをクリックすると、人間のオルソログ候補の検索結果が表示されます。この場合、候補は 1 つだけです。関心のある遺伝子と変異体の MARRVEL ヒト遺伝学の出力を解釈するには、[Man でのオンライン メンデリアン継承] または [OMIM] をクリックします。「ヒト遺伝子記述」ボックスを使用して、遺伝子および遺伝子産物について知られていることの簡単な要約を得ます。目的の遺伝子がメンデリア病を引き起こす遺伝子であることが知られているかどうかを判断するには、[遺伝子-光型関係]ボックスを使用します。このボックスは、手動でキュレーションされた既知の疾患および関心のある遺伝子との他の表現型の関連を提供します。OMIMから報告されたアレスボックスは、このデータベースによってキュレーションされた病原性変異体のリストを取得するために使用することができ、目的の変異体が病原性としてOMIMでキュレーションされているかどうかを確認します。この例では、ヒトTBX2の探索を行い、この遺伝子の既知の生物学的機能と、骨格、心臓、免疫系を含む稀な疾患を有する小さな家族で分離することが判明した遺伝子における特定のミスセンス変異体の潜在的な機能的影響を評価した。ここでは、TBX2検索の出力が表示されます。MARRVELに表示されるモデル生物情報に基づいて、この関心のある遺伝子がC.elegansおよびショウジョウバエからヒトに保存され、対象となるアミノ酸であるアルギニン20も進化を通じて高度に保存されているとすぐに判断されました。ラット TBX2 は、この領域ではうまく整列しませんが、おそらく、アライメントに使用されるトランスクリプトが原因です。異なる種内のTBX2オルソログの遺伝子オントロジー用語を見ることによって、TBX2がマウスおよびゼブラフィッシュの心臓形態形成および他の生物学的プロセスに関与している転写因子をコードすることが観察できる。ヒトTBX2は、心臓ベースの遺伝子型組織発現およびTBX2変異体を有する患者のタンパク質アトラスおよびタンパク質アトラスで発現し、心臓奇形を呈するので、この変異体が実験的に探索する良い候補であると結論付けることができる。遺伝子名は時間の経過とともに変化する可能性があるため、ヒトまたはモデルの生物データベースに基づいて最新の公式遺伝子シンボルを使用していることを確認することが重要です。「ショウジョウバエを用いた疾患関連稀ヒト変異体のIn Vivo機能研究」と題するJoVEビデオ記事を見て、さらに実験研究を行ってください。MARRVELは、疾患診断と機械研究を促進する臨床医や研究者を支援してきました。今後もプログラムに新しい機能を追加することで、引き続き機能を追加していきます。MARRVEL は継続的にアップグレードされているので、ユーザーは新機能について最新の情報を確認するために新着情報セクションを読むことをお勧めします。

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Research

JoVE Journal

Genetics

遺伝学

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ショウジョウバエを用した疾患関連希少ヒト変異体の生体内機能的研究

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マイクロタンパク質同定と配列解析のための統合アプローチ

ここでは、ヒト膵島細胞と初代筋管の概日生物発光と分泌活性を並行して監視するための設定について説明します。このために、ルシフェラーゼコアクロックレポーターのレンチウイルス遺伝子導入を採用し、続いてin...

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学ぶMARRVELを用いたヒトゲノムとモデル生物データの統合解析手法。次世代シーケンスで同定された疾患関連変異を迅速に評価し、遺伝学的診断と治療研究の効率化に貢献するバイオインフォマティクスツールの活用法を解説する。

人間のゲノムとモデル生物遺伝学情報を統合するWebベースのツール、MARRVELのナビゲート

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