ゲノミクスのソースを表示

{{出典の明記|date=2011年11月}}
{{Genomics}}
'''ゲノミクス'''（[[英語]]：genomics、ジェノミクス、ゲノム学、ゲノム科学）とは、[[ゲノム]]と[[遺伝子]]について研究する[[生物学|生命科学]]の一分野。ゲノム情報をシステマティックに取り扱う。

ゲノミクスは1980年代に現れ、1990年代の[[ゲノムプロジェクト]]の開始とともに発展した。初めて完全長のゲノムが解読されたのは[[ファージ|バクテリオファージ]]FX174 (5,368 kb) で1980年のことである。自由生活生物としては[[インフルエンザ菌]]で1995年。以来、猛烈な速さでゲノム解読が進行している。ヒトゲノムのおおまかな配列は[[ヒトゲノム計画|ヒトゲノムプロジェクト]]によって2001年前半に解読されている。

ポストゲノムプロジェクトのゲノミクスとして、さまざまな生物種のゲノムを比較することで、[[進化]]の解明を試みる[[比較ゲノミクス]]や、[[RNAi]]などによる遺伝子阻害から、全体論的な機構解明を行う機能ゲノミクスなどがある。ゲノミクスでは[[バイオインフォマティクス]]や[[遺伝学]]、[[分子生物学]]をツールとして用いるとともに、[[システム生物学]]のツールとしても用いられる。またゲノミクスは医療の分野に新たな治療法を提供してきている（[[ファーマコゲノミクス]]）。食品（ニュートリゲノミクス）や農業の分野へも応用される。

== ゲノム解析 ==
{{Main|ゲノムプロジェクト}}

ある生物が対象に選ばれた後、次の三つの段階を経る。：[[シーケンシング]]、[[アセンブリ]]、[[アノテーション]]。<ref name="pevsner2009"/>

[[File:Genome sequencing project flowchart.svg|thumb|width300px|ゲノムプロジェクト概要。初めに、解析対象ゲノムが選ばれる。この選択は、コストや研究の妥当性などの要因を勘案してなされる。第二に、シーケンシングが実行され、アセンブリされる。第三に、アノテーションを様々なレベルでおこなう。: 遺伝子、タンパク質、gene pathways、種間比較
]]

=== シーケンシング ===
{{Main|DNAシーケンシング}}
歴史的に見ると、初め、シーケンシングはシーケンシングセンターという中央集中型の施設（一年に数十テラ塩基の配列決定をおこなう[[Joint Genome Institute]]のような巨大独立行政法人に囲まれた施設）で行われていた。そこには高価な実験器具や技術サポートを必要とする研究室が集まっていた。しかし、塩基配列決定技術が進歩し、十分に高速なベンチトップ型のシーケンサーができると、平均的なアカデミックラボでもシーケンサーを使えるようになってきた。<ref name="baker2012blog"/><ref name="quail2012"/>

全体的に見て、ゲノムシーケンシングの手法は     二つに区分される。[[ショットガンシーケンシング]]と[[ハイスループットシーケンシング]]（いわゆる、[[次世代シーケンシング]]）である。
<ref name="pevsner2009"/>

[[Image:ABI PRISM 3100 Genetic Analyzer 3.jpg|right|thumbnail|An ABI PRISM 3100 Genetic Analyzer. このようなキャピラリーシーケンサーによって、初期のゲノムシーケンシング作業が自動化された。]]

[[File:Illumina Genome Analyzer II System.jpg|thumb|Illumina Genome Analyzer II System. Illumina technologiesは標準的なhigh throughput massively parallel sequencing技術である。]]

=== アセンブリ ===
{{Main|配列アセンブリング}}

{{multiple image
 | direction = vertical
 | align = right
 | width = 300
 | image1  =PET contig scaffold.png
 | caption1 = Overlapping reads form contigs; contigs and gaps of known length form scaffolds.
 | image2 = Mapping Reads.png
 | caption2 = next generation sequencing data のPaired end reads を reference genome にマップしている。
 | footer = 複数の断片化された sequence reads は、どの領域が重複しているかという情報を基にアセンブリされる。
}}

配列アセンブリは大量のDNA配列断片を[[アライメント]]し、繋ぎ合わせ、オリジナルの配列を再構築することである。<ref name="pevsner2009"/> 

=== アノテーション === 
{{Main|アノテーション}}
アセンブリされたDNA配列は、さらに追加の解析がなされないとほとんどの場合価値はない。<ref name="pevsner2009"/> 
ゲノムアノテーションはDNA配列に生物学的情報を付加し、意味付けするプロセスである。

このプロセスは三つのステップからなる。<ref name="Stein2001"/>
#ゲノムの[[非コード領域]]部分を同定する
#ゲノム上の遺伝子、何か機能を持った領域を同定する。（[[gene prediction]]）
#これらの要素に生物学的情報を付加する。

== 出典 ==
{{Reflist|refs=

<ref name='pevsner2009'>{{Cite book
| edition = 2nd
| publisher = Wiley-Blackwell
| isbn = 9780470085851
| last = Pevsner
| first = Jonathan
| title = Bioinformatics and functional genomics
| location = Hoboken, N.J
| year = 2009 }}</ref>

<ref name="baker2012blog">{{Cite web
| last = Monya Baker
| title = Benchtop sequencers ship off
| work = Nature News Blog
| format = Blog
| accessdate = 2012-12-22
| date = 2012-09-14
| url = http://blogs.nature.com/news/2012/09/benchtop-sequencers-ship-off.html
}}</ref>

<ref name="quail2012">{{Cite journal 
| last1 = Quail | first1 = M. | displayauthors = 29
| last2 = Smith | first2 = M. E. 
| last3 = Coupland | first3 = P. 
| last4 = Otto | first4 = T. D. 
| last5 = Harris | first5 = S. R. 
| last6 = Connor | first6 = T. R. 
| last7 = Bertoni | first7 = A. 
| last8 = Swerdlow | first8 = H. P. 
| last9 = Gu | first9 = Y. 
| title = A tale of three next generation sequencing platforms: Comparison of Ion torrent, pacific biosciences and illumina MiSeq sequencers 
| doi = 10.1186/1471-2164-13-341 
| journal = BMC Genomics 
| volume = 13 
| pages = 341 
| year = 2012 
| pmid = 22827831 
| pmc =3431227 
}}</ref>
<noinclude>{{template doc|Template:cite_doi/subpage}}</noinclude>

<ref name="Stein2001">{{Cite journal 
| last1 = Stein | first1 = L. 
| title = Genome Annotation: From Sequence to Biology 
| doi = 10.1038/35080529 
| journal = Nature Reviews Genetics 
| volume = 2 
| issue = 7 
| pages = 493–503 
| year = 2001 
| pmid = 11433356 
| pmc = 
}}</ref>
<noinclude>{{template doc|Template:cite_doi/subpage}}</noinclude>


}}

== 関連項目 ==
* [[メタボローム]]
* [[プロテオーム]]
* [[オーミクス]]
* [[メタジェノミクス]]
* [[フィジオーム]]
* [[ヒトゲノム]]
* [[遺伝学]]
* [[バイオインフォマティクス]]

== 外部リンク ==
=== ジャーナル===
* [http://arjournals.annualreviews.org/loi/genom/ Annual Review of Genomics and Human Genetics]
* [http://www.biomedcentral.com/bmcgenomics/ BMC Genomics]: A BMC journal on Genomics
* [http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/622838/description#description Genomics journal]
* [http://www.nature.com/encode/#/threads/machine-learning-approaches-to-genomics ENCODE threads explorer]  Machine learning approaches to genomics.  [[Nature (journal)]]

=== 研究機関 ===
* [http://www.genome.jp/ja/ ゲノムネット 京都大学化学研究所バイオインフォマティクスセンター]
* [http://www.ddbj.nig.ac.jp/index-j.html DDBJ:DNA Data Bank of Japan]
* [http://genome.nig.ac.jp/ 国立遺伝学研究所 先端ゲノミクス推進センター]
* [http://www.hgc.ims.u-tokyo.ac.jp/japanese/ 東京大学 ヒトゲノム解析センター]
* [http://www.megabank.tohoku.ac.jp/index.php 東北メディカル・メガバンク機構]
* [http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/center/enrc/index.html 九州大学 エピゲノムネットワーク研究センター]
* [http://www.oist.jp/ja/fields-research/marine-genomics 沖縄科学技術大学院大学マリンゲノミックス]
* [https://www.fra.affrc.go.jp/kseika/genom/ 水産総合研究センター 水産ゲノム]

=== 研究会 === 
* [http://www.research.kobe-u.ac.jp/ans-intergenomics/index.html インターゲノミクス研究会（神戸大学）]
* [http://eegs.web.fc2.com/ 環境エピゲノム研究会(EEG) - 日本環境変異原学会（JEMS）]
* [http://bioinfowakate.org/ 生命情報科学若手の会]
* [http://www.ngs-field.org/ NGS現場の会]

=== リンク集 ===
* [http://biosciencedbc.jp/?lng=ja バイオサイエンスデータベースセンター（NBDC；National Bioscience Database Center）]
* [http://togotv.dbcls.jp/ja/ 統合TV]
#[http://www.youtube.com/watch?v=FZxJ2WWvkRU NCBI BioProjectの使い方]
#[http://www.youtube.com/watch?v=quLYfmeeaZ8&feature=youtu.be GOLD -Genomes Online Databaseを使い倒す 2013]
* [http://genomics.org Genomics.org]: An openfree genomics portal.
* [https://mapsengine.google.com/map/viewer?mid=zeHBUH4JmjxQ.kB0PwL4lW7VM Global map of genomics laboratories]
* [http://seibutsu.biology.kyushu-u.ac.jp/~yahara/publicationJ/Yahara2007Ecogenomics.pdf エコゲノミクスは進化生態学をどう変えるか？]

{{生物学}}
{{Biosci-stub}}

{{DEFAULTSORT:けのみくす}}
[[Category:ゲノミクス|*]]
[[Category:バイオインフォマティクス|*けのみくす]]
[[Category: 遺伝学|*けのみくす]]
[[Category:生物学の分野]]