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면역 ImmGen #
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ImmGen #

개요 #

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그림 1. ImmGen 메인화면

ImmGen은 The Immunological Genome Project 컨소시엄을 통해 만들어진 마우스 전사체 프로파일 기반의 데이터베이스이다(그림1). 마이크로어레이, NGS를 기반으로 약 250개의 면역세포와 실험조건(분화단계, 약물처리 등)에서 얻어진 유전자발현 정보를 담고 있다. 각 각의 면역세포는 Fluorescence-activated cell sorting 방법을 통해 면역세포 표면의 특정 항원 단백질 조합을 통해 규정된다. 발현정보와 수학적 지식에 기반해 면역시스템의 조절 기작을 예측하고 그 정보를 웹상에서 제공한다.

ImmGen 데이터베이스 #

ImmGen은 GEO와 같은 공개데이터베이스(public database) 상의 전사체 발현데이터를 바탕으로 구축되었다. 따라서 실험 조건, 세포의 종류 등 조건에 따른 구조화가 잘 되어있다. 사용자는 원하는 세포인지 표면단백질의 조합을 통해 확인할 수 있으며, 해당 시료의 실험조건도 이 페이지를 통해 조회 및 다운받을 수 있다. 원하는 실험조건의 면역세포를 카트로 드래그 앤 드롭하여 'Download' 버튼을 누르면 등록한 이메일로 다운로드 링크가 온다.

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그림 2. ImmGen 데이터베이스

메타데이터 공개 #

ImmGen 데이터베이스에서 발현 값이 추정된 시료는 FACS 실험을 통해 고유의 표면단백질로 구분된다(그림 3). 또한, 해당 시료의 실험조건과 같은 메타데이터를 제공한다. 사용자는 ImmGen에서 제공하는 시료의 면역세포를 표면단백질 조합을 통해 규정할 수 있어 신뢰성을 높였다.

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그림 3. 메타데이터(예: CD19+ B220+ IgM++ AA4+ CD23+ B림프구)

ImmGen 데이터 브라우저 #

ImmGen은 앞서 가공되기 전 데이터를 공유할 뿐만 아니라 브라우저 기능을 통해 전처리 이후 발현 값을 이용한 분석 결과를 확인할 수 있는 모듈을 제공한다(그림 4).

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그림 4. ImmGen Data Browsers

1.Gene Skyline (microarray, RNA-seq) #

Gene Skyline 모듈은 어세이, NGS 기반 전사체 발현 데이터를 그래프화 하여 보여준다. 각 실험 조건 간, 면역 세포 간 검색하고자 하는 유전자의 절대적 또는 상대적 발현도를 한눈에 관찰할 수 있다(그림 5).

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그림 5. Gene Skyline. 예: 'CD8' 유전자 검색결과

2.Gene Constellation #

Gene Constellation 모듈은 특정 데이터에서 검색한 유전자와 발현 상관관계가 유의미한 유전자를 네트워크 형태로 출력해준다(그림 6).

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그림 6. Gene Constellation. 예: 'CD4' 유전자 검색 결과

3.Gene Expression Map(GEM) #

GEM 모듈은 검색한 유전자가 유전체 상의 어느 위치에 존재하며 그 발현이 어떠한지 확인할 수 있다. 히트맵의 형태로 발현 정보를 제공하여 조건별 상대적 발현 차이를 확인할 수 있다(그림 7).

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그림 7. GEM. 예: 'CD4' 유전자 검색 결과

4. Population Comparison #

Population Comparison 모듈은 세포 또는 조건 간 통계적 유의성을 계상해주는 모듈이다. 그림 8에서처럼 두 면역세포 간 전사체 레벨에서 통계검정을 수행한다.

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그림 8. Population Comparison. 예: '림프구 유래', '복강 유래' B림프구의 전사체 발현 비교

마치며 #

ImmGen은 마우스를 대상으로 다양한 실험조건 하의 면역세포를 정밀한 실험정보와 함께 제공한다는 점에서 활용성이 높다. 또 다양한 모듈을 통해 가공된 데이터를 시각화해준다는 점, 방대한 오믹스 데이터를 면역, 전사체라는 키워드로 추출하였다는 점에서 생물정보 빅데이터의 활용에 대한 좋은 예이다.

참조 #

ImmGen URL : <https://www.immgen.org/>
Citation: The Immunological Genome Project: networks of gene expression in immune cells. Hen TS, Painter MW; Immunological Genome Project Consortium. Nat Immunol. 2008 Oct;9(10):1091-4.

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