gene cluster
antiSMASHは生合成遺伝子クラスター（BGC）の検出やアノテーションに広く利用されているが、その標準的なワークフローは大規模なメタゲノム・アセンブリには適していいない。膨大な数のコンティグが深刻な実行時間のボトルネックとなり、その後の結果の解析…
微生物の代謝産物生合成遺伝子クラスターは、生態学的適応やマイクロバイオーム内での相互作用を促進し、医薬品や作物保護剤の主要な供給源となる代謝産物の生合成や異化を担っている。本論文では、遺伝子クラスターの解析をスケーラブルかつ高精度、かつイ…
細菌は真核生物の宿主と密接に共生する適応能力を幅広く持ち、宿主の成長や健康に有害、中立、あるいは有益な影響を与える。しかし、ニッチ適応に関与する遺伝子のほとんどは未知であり、その機能も十分に明らかにされていない。ここでは、ゲノムアノテーシ…
Gene Neighbourhood Analysis Tool（GNAT）は、タンパク質配列を与えられた微生物（細菌、古細菌、真菌）またはウイルスデータベース内の相同遺伝子を同定し、それらのゲノム近傍（GN）を類似性に基づいてアラインメントおよびクラスタリングし、一致したゲ…
バイオフィルムは、自然環境および人工環境における細菌のデフォルトの生活様式を表し、細胞外多糖類（exoPS）はバイオフィルムマトリックスの重要な構造的および機能的構成要素として機能する。その重要性にもかかわらず、これらの環境でのexoPSの産生はほ…
2025/11/05 誤字修正 メタゲノムシーケンシングの急速な発展により、メタゲノムアセンブルゲノム（MAG）の前例のない膨大なデータが生成され、微生物の発見および機能的特徴づけの機会が一変した。しかしながら、これらの資源を完全に活用することは、データ…
BASys（Bacterial Annotation System）は2005年に初めてリリースされ、オンラインでの細菌ゲノム注釈とインタラクティブなゲノム表示をサポートする最初のウェブサーバーの一つだった。過去20年間で、ウェブ技術や注釈アルゴリズムは大きく進歩した。これら…
近年、原核生物のゲノムアセンブリが急増しており、単離された生物や環境サンプルの両方から得られている。これらのアセンブリには、リファレンスデータベースでは十分に表現されていない新規の生物種が含まれることが多く、よく記述されている分類群と新規…
2024/11/01 タイトル変更 二次代謝産物とは、生物の発生には必須ではないが、生態学的・生理学的に重要な利益をもたらす化合物のことである。これらの化合物は、医療、バイオテクノロジー、農業に応用されている。二次代謝産物の生産は、生合成遺伝子クラス…
比較ゲノム解析では、ゲノムの遺伝子座のアラインメントを可視化することがよくある。PythonやRのライブラリからスタンドアローンのGUIまで、このタスクのためにいくつかのソフトウェアツールが利用可能であるが、高速で自動化された使用法と出版可能なベク…
機能的に関連する遺伝子は、特に原核生物において、ゲノム上でしばしば近傍にグループ化されることがよく知られている。この現象が起こる進化的メカニズムは様々であるが、未知の遺伝子の機能を予測するのに利用できる。ここでは、現在利用可能な膨大なゲノ…
ゲノムシークエンシングにより、細菌や古細菌の驚くべき多様性が明らかになったが、これらのゲノムを横断的に閲覧するための高速で便利なツールは存在しない。原核生物の多様性の中で、目的のタンパク質のホモログの存在率や、それらのホモログの遺伝子近傍…
2024/05/18 論文引用 遺伝子近傍の解析と比較は、微生物ゲノムの構造、機能、進化を探索するための強力なアプローチである。ゲノムの可視化や比較のためのツールは数多く存在するが、大規模なゲノムデータベースやユーザーが作成したデータセットを横断して…
2024/10/10 追記 2026/02/17, 2/18 追記､ 02/28 論文引用 メタゲノミクスは、環境やヒトに関連するマイクロバイオーム研究に革命をもたらした。しかし、生物学的プロセスや分子機能が知られているタンパク質の数は限られており、これが大きなボトルネックと…
2024/03/24 ローカルでのラン例追記 微生物は、二次代謝や特殊な代謝の一環として、小さな生物活性化合物を生成する。このような代謝物は、抗菌、抗がん、抗真菌、抗ウイルスなどの生物活性を持つことが多く、医療や農業への応用に重要な役割を担っている。…
特殊な機能をコードする遺伝子の共局在は、微生物ゲノムに共通し、より大きな真核生物のゲノムにも存在する。重要な例として、薬用、農業用、工業用として価値のある特殊な代謝物（例：antimicrobials）を生産する生合成遺伝子クラスター（BGC）がある。BGC…
ゲノム、トランスクリプトーム、その他の微生物オミックスデータの解釈は、十分にアノテーションされたゲノムの利用可能性に大きく依存している。公開されている微生物ゲノムの数が指数関数的に増加し続ける中、品質管理と一貫したアノテーションの必要性が…
微生物由来の天然物は、創薬のための生物活性化合物の主要な供給源である。その中でも、非リボソームペプチド（f）は、抗生物質、免疫抑制剤、抗がん剤を含む多様な天然物のクラスである。近年の天然物探索の進歩により、数千種類のNRPの化学構造が明らかに…
シンテニー保存性の解析は、原核生物の未知遺伝子の潜在的な機能的役割を調査するための確立された方法論である。しかし、ゲノムコンテキストの再構築と可視化を行うバイオインフォマティクスツールは、通常、計算速度に依存し、狭い分類学上の範囲に限定さ…
生合成遺伝子クラスター（BGC）は、医療やバイオテクノロジーに利用可能な新規かつ特殊な代謝物をコードしている可能性があるため、（メタ）ゲノムマイニングの魅力的なターゲットとなっている。本稿では、条件付きランダムフィールド（CRF）を用いて、メタ…
磁性細菌（MTB）におけるマグネトソームの生合成と組織化を担うマグネトソーム遺伝子クラスター（MGC）は、細菌の磁気受容、オルガネラ生物形成、細胞内バイオミネラリゼーションの機構と進化的起源を解読する鍵となるものである。ここでは、大規模な（メタ…
生合成遺伝子群（BGCs）にコードされた酵素や酵素複合体によって、さまざまな生理活性物質が生産されている。これらのBGCは、そのDNA配列に基づいて同定され、機能的な注釈が付けられる。さらなる研究開発のための候補は、その機能的なアノテーション、既知…
Gramene（http://www.gramene.org）は、モデル植物と主要作物のゲノムおよびパスウェイデータの比較機能解析に基づいたナリッジベースで、世界中の農業研究者をサポートする。このリソースは、FAIRデータ原則に基づいて、オープンアクセスと再現可能な科学を…
2021 3/1 renameコマンド修正 2022/03/17 論文引用 関心のある遺伝子の周囲の配列を解析することは、特に抗菌薬耐性遺伝子などの水平遺伝子導入におけるmobile genetic elements (MGEs) の役割を理解する上で非常に重要であることが多い。ここでは、一貫した…
微生物は、特殊な代謝経路の酵素をコードする物理的にクラスタ化された遺伝子である生合成遺伝子クラスター（BGC）を発現することにより、膨大な種類の天然物を生産している。これらの天然物は、工業的・医学的利用価値の高い幅広いケミカルクラス（アミノグ…
細菌単離株の進化の背景を理解することは、幅広い研究への応用が期待される。しかし、正確な種の系統樹を作成することは依然として困難である。現在、種の同定には16S rDNAへの依存が一般的になっている。残念ながら、この普及している方法では、配列の保存…
2020 11/11 extractコマンド追記 2022/11/21 登録コマンド追記 代謝、薬剤耐性、病原性などの生物学的パスウェイに関与する遺伝子は、多くの場合、遺伝子クラスターとしてクラスター化されている。相同な遺伝子クラスターを特定することは、その機能や進化の…
2020 11/8 誤字修正、11/10 preprint引用追加、12/15 追記 2021 1/19 論文引用、11/8 ヘルプ更新 2022/11/24 コメント追記 2023/03/31 追記 生物学的パスウェイに関与する遺伝子は、多くの場合、遺伝子クラスターに集まっており、それらを比較することで、そ…
代謝遺伝子クラスター（MGC）は、特定の代謝パスウェイのゲノム上で共局在し、潜在的に共制御される遺伝子である。細菌のオペロンとは対照的に、それらは単一の転写ユニットの制御下にはない。 MGCは真菌ゲノムによく見られ、MGCは植物の例外としてのみ発生…
2020 5/27 コメント追加 2020 5/28 -mオプション追記 遺伝子、遺伝子クラスター、およびその近傍のゲノムコンテクストを比較することは、遺伝子の機能や微生物の進化の基盤を決定する上で非常に重要である。現在のところ、多数のゲノムのゲノムコンテクスト…
