ゲノム解析ソフトウェア技術情報サイト

メニューバーは、IMCの各機能を起動します。

多くの機能は、メニューバーのメニューとツールボックスのアイコンの両方をもち、いずれも同等の動作をします。

メニューバー以外にもメニューをもつものがあります。

レーン上やフィーチャーレーンのフィーチャー上などから独自のメニューを表示し、予め選択された範囲に対する限定されて機能を実行することができます。

メインツールボックスは、IMCの各機能を起動します。

多くの機能は、メニューバーのメニューとツールボックスのアイコンの両方をもち、いずれも同等の動作をします。

メインツールボックスは、通常、メインウィンドウの上部にドックインされていますが、必要に応じてウィンドウ外へドックアウトすることや、表示を最小にすることができます。

個々のメインツールアイコンは独立に非表示にすることができます。

メインウィンドウ以外の各種ウィンドウやダイアログにもそれぞれのツールボックスをもつものがあります。

しかし、これらの表示・非表示は変更できません。

IMCが独自に設定しているフィーチャーキーがあります。

独自フィーチャーキーは、フィーチャーの描画や編集を制御するために存在しています。

独自フィーチャーキーを一括取り除く機能もあります。

Featureの属性を示すQualifierの表示方法や編集方法に関する情報を提供しています。

以下はFeatureに記述されているQualfierの値の表示方法を２つを表しています。

ゲノム配列上におけるフィーチャーの位置にかんする説明。

個々のフィーチャーにリンクし、その可視化ツールを起動できるのは以下のものがあります。

• 分子立体構造ファイルとその可視化ツール、
• 文献ファイル（pdf)とPDF表示ツール

配列レーンには、現在ロードされている塩基配列ファイルの塩基および、もしそこがコーディング領域である場合はアミノ酸配列がそれぞれストランド別に表示されます。

配列レーンはフィーチャーマップのどの位置にも配置することができます。必要であれば2個以上の配列レーンを１つのフィーチャーマップ上に配置できます。

塩基4種類とアミノ酸20種類はそれぞれ個別に異なるカラーで表示することができます。

描画カラーおよびフォントサイズの変更は、フィーチャーセッティングのSequence Lane タブペインで行います。

アミノ酸1文字コードをコドンのどの位置に置くかを変更することができます。

スタートコドン候補やストップコドンの位置を示す矩形をフレーム表示領域に表示できます。

フォントタイプの変更はできません。

• 上図は、Forward StrandにあるCDS、rRNA、tRNAを3フレーム表示にした フィーチャーレーン のサンプルです。
• フィーチャーレーン設定ダイアログ からは以下の機能が実行できます。
• 表示フィーチャーキー（複数）選択、ストランド選択、配置方法（Six Lane, Three Lane, Two Lane, One Lane, Pack)、表示鎖変更(Forward, Reverse, Both)、エクソン 表示方法変更、配置密度、レーンの高さ変更、オフセット 変更。

コンテント・プロファイルレーンは、塩基組成などの数値をスライディングウィンドウ手法を用いて、それらのプロファイルを表示するためのレーンです。

コンテント・プロファイルレーンに表示できる登録済プロファイルは以下の通りです。

• GC Content
• AT Content
• A Content
• C Content
• G Content
• T Content
• GC Skew
• AT Skew
• Cumulative GC Skew
• Cumulative AT Skew
• Fickett
• Import Map Data

Navigation Laneは、Feature Map全体の鳥瞰地図を表示し、スライダでFeature Mapの表示位置を移動することができます。

• ナビゲーションレーン設定ダイアログから変更可能な項目は以下の通りです。
• 表示対象フィーチャー（複数）選択可能。ストランド選択(Forward, Reverser, Both)、配置方法選択（Six Lane, Three Lane, Two Lane, One Lane, Pack)、間引き設定変更。

• Frame Laneは6個のフレーム別にストップコドンが連続して出現しない領域を表示するレーンです。
• 6個のフレーム毎にストップコドンからストップコドンまでが指定コドン数以上ある領域を示します。
• ストップコドンの存在しない領域を右クリックして、新規フィーチャーとして登録できます。

発現プロファイルレーンは、タイリングアレイやRNA-Seqによる発現データをグラフ表示するためのレーンです。

実装エディション

IMCAE, IMCDS

メインフィーチャーマップには複数の発現プロファイルレーンを登録・表示でき、１つのフィーチャーマップ上に登録・表示できるレーン数には制限がありません。

表示レーン数が多くなると縦スクロールする必要があります。

レーンはゲノム位置に依存する発現量を棒グラフあるいは折れ線グラフで表示できます。

レーン毎に表示や計算の設定を変えることができます。

ゲノム配列やアミノ酸配列ファイルを保存します。

外部からデータをインポートし、配列上にマッピングします。

配列からデータを抽出し、外部にエキスポートします。

• メインカレント配列に登録されているフィーチャーキー数をカウントしリストを表示します。
• 検索対象のフィーチャーを複数選択可能で、検索範囲を限定可能です。
• 検索結果画面ではフィーチャーキー別の個数・配列上の位置・塩基長・遺伝子名・塩基配列・デスクリプションへのボタン・アノテーションへのボタンがリストされます。
• CDSではアミノ酸配列、＋鎖ー鎖のみの選択、一括削除、コドン表、連番付加、FusionPCR、などの操作が可能です。
• 行をクリックすると、メインフィーチャーマップはそのフィーチャーの位置を表示します。
• CSV/FastA/GenBankフォーマットでのファイル出力が可能です。

• キーワード を入力して 注釈 を検索する機能です。対象 フィーチャーキー を複数選択可能です。
• キーワード は複数指定可能で キーワード 間の 論理演算 は AND/OR/NOT の選択が可能です。
• 検索範囲 を CDS領域、Inter Genic領域 の別に限定可能です。検索結果画面 では フィーチャーキー 別の個数・配列上の位置・塩基長・遺伝子名・塩基配列・デスクリプション へのボタン・アノテーション への ボタン がリストされます.
• CDS では アミノ酸配列 の週出、＋鎖ー鎖 のみの表示選択、一括削除、コドン表の表示、検索された フィーチャー への 連番付加、FusionPCR 機能への リスト転送、などの操作が可能です。
• 結果リストの行をクリックするとメインフィーチャーマップはそのフィーチャ―位置のマップを表示します。
• CSV/FastA/GenBank フォーマットでのファイル出力ができます。
• Qualifier 一括削除 も実装されています。

• 登録されている配列パターンを複数選択して、カレント配列中に存在するパターンを検出します。
• 検索時にパターンを新規入力して検索することも可能です。検索範囲指定可能で、検索対象ストランド，も指定できます。
• 1～２文字のミスマッチ検出可能。CDS領域あるいは遺伝子間領域の探索領域も指定可能です。
• CDSの上流・下流指定領域のみの検索可能です。また、複数配列を検索対象として設定可能です。
  検索結果画面では、パターン毎に検出個数、配列上の位置、上流下流の遺伝子を表示可能です。
• また、結果を新規フィーチャーとして自動登録が可能です。
• CSV/FastA形式で結果をファイル出力が可能です。
• 検索結果リストの行をクリックすると、メインフィーチャーマップはそのパターンの位置がマップの中央となるように移動し、配列レーン上の該当するパターン配列がハイライトされます。

参照ゲノムマップ に ゲノム塩基配列 をロードするだけで Blast検索用データベース が自動的に作成され、そのデータベースに対する 相同性（Blast)検索 を簡単に実行できます。

相同性検索 には クエリー配列 と 配列データベース および 検索プログラム の指定が必要です。

検索を実行するには以下の方法があります。

• クエリー配列 を直接入力する方法
  • メインメニュー -> Genome Analysis > Homology Search > Homology Search by Direct Input Sequence
• クエリー配列 をペーストする 方法
  • メインメニュー -> Genome Analysis > Homology Search > Homology Search by Direct Input Sequence
• ファイルとして保存されている クエリー配列ファイル を参照する方法
  • メインメニュー -> Genome Analysis > Homology Search > Homology Search by Direct Input Sequence
• メインフィーチャーレーン 上の１つの フィーチャー を 右クリック して、その フィーチャ― の配列を クエリー配列 とする方法
  • マウス右クリックメニュー -> Show Homology
    • Show Homology N.A. 検索対象は レファレンスフィーチャーマップ の カレントゲノム の塩基配列
    • Show Homology A.A. 検索対象は レファレンスフィーチャーマップ の カレントゲノム の各CDSのアミノ酸配列
    • Show Homology N.A. (Nucleotide Sequence DB) > XXXX 検索対象XXXXは登録されている 塩基配列データベース
    • Show Homology A.A. (Amino Acid DB) > XXXX 検索対象XXXXは登録されている アミノ酸配列データベース
    • Show Homology N.A. (NETBLAST) 検索対象はNCBIデータベース（インターネットに接続している必要があります）
    • Show Homology A.A. (NETBLAST) 検索対象はNCBIデータベース（インターネットに接続している必要があります）
    • Show Batch Homology Search Result 過去にこのフィーチャーに対してBatch Homology Search が実行されている場合に検索結果を表示できます。
• 参照フィーチャーマップ 上の１つの フィーチャー を 右クリック して、その フィーチャ― の配列を クエリー配列 とする方法
  • -> Show Homology N.A. 検索対象は メインフィーチャーマップ 及び レファレンスフィーチャーマップ の カレントゲノム の塩基配列
  • -> Show Homology A.A.検索対象は メインフィーチャーマップ 及び レファレンスフィーチャーマップ の カレントゲノム の各CDSのアミノ酸配列
• メインフィーチャーレーン の 選択領域（マウスドラッグ で選択できます）にあるすべての フィーチャー の配列を クエリー配列（複数クエリー）とする：GE以上に実装
  • -> Homology Search by Selected Feature
  • -> Autoannotation by Selected Area

検索用の データベース には以下があります。

• カレント参照フィーチャーマップ にロードされている ゲノム塩基配列（CDS上のアミノ酸配列を含む）
• 登録されている ゲノム塩基データベース あるいは アミノ酸配列データベース
• インターネット経由 で NCBI の 塩基配列データベース あるいは アミノ酸配列データベース

検索プログラムは以下から選択できます。

• BlastN
• BlastP
• BlastX
• tBlastN
• tBlastX

• メインフィーチャーマップに現在表示されている領域の配列を表示するビューアです。
• ビューア上で表示範囲の変更、逆ストランドの表示・非表示、アミノ酸翻訳の表示・非表示、目盛りの表示方法の変更、1行の表示塩基数を表示できます。
• PDF, PNG, EMFのフォーマットでそれぞれ画像ファイルが出力できます。

ゲノムアノテーション 用に用意された ビューア・エディター です。

メインウィンドウ から独立したウィンドウです。

ビューア機能

• 主として CDS に注釈を付加するために使用します。
• ウィンドウは3部分に分かれ、注釈を入力・直接編集できる デスクリプションペイン 、相同性検索の結果を CDS フィーチャー自体にリンクさせそれらを表示し、転記できます。
• 配列表示領域には同時に既存を フィーチャー も選択的に表示できます。
• 配列、フィーチャー、目盛りの表示設定は変更できます。
• 表示内容は PDF,PNG,EMF 形式で画像ファイル出力可能です。
• このウィンドウからこの フィーチャー を クエリー とする 相同性検索 も実行でき、結果はただちにリンクされます。

多重リニアゲノムマップビューアは、複数の近縁種ゲノムの遺伝子などのFeatureをゲノム毎に並列に比較描画するビューアで、IMCメインウィンドウにドックインされています。

別名を、リニアゲノムマップビューア、参照ゲノムマップ、参照マップなどと呼んでいます。

ビューアの機能

IMCメインウィンドウからドックアウトし、独立したウィンドウとして、移動やリサイズが可能です。

メインフィーチャーマップと連動させることができます。

多重リニアゲノムマップ上の各CDSフィーチャーからロードされている他の近縁種ゲノムのCDSに対して、相同性検索を実行できます。

遺伝子クラスターアラインメントを実行し、オーソログ遺伝子の近傍のシンテニー保存の様子を可視化することができます。

対応するレファレンスディレクトリーを使用して、ゲノム表示順を変更できます。マップは印刷や画像ファイルとして出力することができます

環状ゲノムマップ（Circular Genome Map）は、同心円上に単一ゲノム染色体あるいは近縁種同士の複数のゲノム染色体からのFeatureやContentおよびゲノム位置特異的な任意の数値データを比較描画する機能です。

それぞれのゲノム染色体の遺伝子等各Featureの分布状態や、塩基組成の変化などを表示することができます。

配置するFeatureやContentの同心円の順序は任意に変更可能です。

描画パラメータの設定は同心円毎に変更可能です。

環状ゲノムマップの直径や印刷用パラメータの変更も可能です。

環状ゲノムマップの印刷直接印刷以外に、PDF, PNG, EMFの各フォーマットでファイル出力可能です。 

環状ゲノムマップの同心円上に描画される多数のフィーチャーは注釈が存在すれば、その注釈の種類により異なるカラーでそれぞれを分類表示することができます。 

• Circular Feature Lane別のFeature描画独立カラー設定が可能です。
• Feature Key別に異なるカラーで描画します。
• Color Qualifierが設定されている場合に指定カラーでCDS Featureを描画します。
• Classificationコードに指定されたカラーでCDS Featureを描画します。
• EC Nubmerに由来するカラーでCDS Featureを描画します。
• Categoryコードに指定されたカラーでCDS Featureを描画します。
• Blastのスコア範囲に指定されたカラーでCDS Featureを描画します。 

環状ゲノムマップに描画される配列ファイルは、メインカレントディレクトリーに表示されている順序で参照されます。このため、異なる多数の環状ゲノム配列を同一形式で描画することが容易に操作可能です。

環状ゲノムマップ上の一部をクリックすることにより、対応するメインフィーチャーマップの領域を表示させることが可能となっています。

環状ゲノムマップには、その中心に配列ファイル名と総塩基長（単一ゲノム染色体の時）が描画され、また周囲には塩基数目盛が表示されます。

目盛の開始位置塩基も変更可能です。 マップレイアウトは、レイアウトスタイルとして登録可能で、登録された環状ゲノムレイアウトスタイルは後で呼びだすことができます。

• 環状ゲノムマップエディターに類似していますが、比較的小さな環状ゲノムを描画します。
• 環状レーンは同心円状に配置され、１つの同心円上に複数のフィーチャーキーを配置できます。
• ストランド、フレーム別、フィーチャー形状、塗りと枠のカラー指定、枠の太さ、カラー分類法の選択、ラベルの表示・非表示、ラベルとして使用するQualifierの選択、フォントサイズ、２つの同心円のオーバーレイ機能、目盛り間隔を変更できます。
• 設計したスタイルは保存でき、他のプラスミドに適用できます。
• 同心円の順序変更や追加・削除、編集が可能です。
• プラスミドマップはPDF, PNG, EMFの3種の画像フォーマットでファイル出力可能です。

ABI, SCFのキャピラリーシーケンサからの出力ファイルを読み込んだ時に使用されるビューア・エディターです。

塩基配列だけでなく、トレース波形を表示します。

機能

• 複数のファイルを並行表示できます。
• ABI、SCFフォーマットファイルに対応しています。
• メインフィーチャーマップとは別の独立したウィンドウ上に表示されます。
• トレース波形ビューアウィンドウはリサイズできます。
• それぞれの波形の表示位置をドラッグして変更できます。
• トレース波形表示枠の高さを変更できます。
• 塩基別の表示カラーを変更できます。
• それぞれの波形は独立に横スクロールできます。
• それぞれのトレース波形の位置がアラインメントされている場合は、連動横スクロールできます。
• トレース波形の幅と高さをスライダーで自由に変更できます。
• 制限酵素認識部位の検索と、検索後の配列をハイライトできます。
• Trace Mapping　実行結果からも起動できます。

デスクリプションウィンドウは、フィーチャーのQualifierに値を入力・編集するためのウィンドウです。

フィーチャー上の右クリックで起動され、そのフィーチャーのQualifierをすべて編集することができます。

フィーチャーのPositionも変更できます。

フィーチャーが属するFeature Keyも変更可能です。

アミノ酸配列の二次構造などのプロファイルを並列表示するビューアです。個別のプロファイル表示の他に、トータルプロファイルの設計と表示、モティーフの表示などが可能です。

マルチプルアラインメントビューアは、塩基配列やアミノ酸配列のマルチプルアラインメントを表示するためのウィンドウです。

マルチプルアラインメントビューアは、相同性検索結果ダイアログなどから起動することができます。

ビューアの機能

• 分子系統樹を描画する、Phylogenetic Tree　描画ダイアログを起動できます。
• マルチプルアラインメントのシンプルエディターを起動できます。
• アライメント図を印刷できます。アライメントをクリップボードにコピーし、別のソフトウェアで利用できます。
• 1行の表示塩基数、残基数を変更できます。
• 塩基やアミノ酸の表示カラーを変更できます。
• マルチプルアラインメント生成には、CLUSTALWを使用しています。

分子系統樹ビューアは、遺伝子などの配列から分子系統樹を描画するツールです。

このビューアは、マルチプルアラインメントビューアから起動することができます。

ビューア機能

• 無根系統樹、有根系統樹を描画できます。
• DND形式ファイルをロードし、描画できます。
• 進化距離を表示できます。
• 印刷や画像ファイル出力が可能です。

IMCの制限酵素機能では、元のDNA塩基配列に注釈（Feature)が付加されていれば、その注釈を保持した状態で断片化することができます。

1つのFeatureが制限酵素で分割されてしまう場合には、そのFeature自体は継承されますが、状況によってはFeature Keyが自動的に変更されることがあります。

制限酵素消化断片の末端形状は、正しく保存されます。これにより、断片同士のライゲーションを行う際に、ライゲーション可能か否かをチェックします。

大腸菌において、メチル化部位が制限酵素消化に影響するか否かをチェックすることができます。

よく使用する制限酵素をマイセットとして登録しておくことも可能です。新たに提供された制限酵素を登録したり、使用されなくなった制限酵素を削除することも可能です。

制限酵素の管理

• 部分セット選択、
• 種類による絞り込み
  • 認識塩基数の区別
  • パリンドローム性
  • 平滑・突出末端の区別
  • DAM/DCMの有無
  • 切断箇所数による違い
• 制限酵素リストの別名保存、リスト編集
• 酵素新規登録、酵素編集、酵素削除

制限酵素認識部位の探索機能

• 探索領域選択、
• 認識部位検索、
• 認識部位リスト表示、
• 制限酵素地図表示、
• 複数配列からの一括検索

IMCには種々のPCR Primer設計方法があります。

単純に 配列レーン 上の塩基配列や フィーチャーレーン の領域をドラッグした範囲を プライマー として登録する機能

• 配列レーン 上からのプライマー登録
• フィーチャーレーン 上からのプライマー登録

フィーチャーレーン 上のフィーチャーや選択領域の内外を増幅するプライマーを設計する機能

• フィーチャーレーン の選択したフィーチャーを含むあるい含まれる プロダクト を増幅するための プライマー設計
• フィーチャーレーンの選択したゲノム領域を含むあるいは含まれるプロダクトを増幅するためのプライマー設計

一度に多数の領域を増幅するプライマーを一括して設計する機能（Iterate Design 機能つき：設計できなくなる領域がなくなるまで設計を繰り返す機能です）

• Batch PCR Primer Design ゲノム上の指定した フィーチャーキー をもつ全フィーチャーをすべて増幅するための バッチPCRプライマー設計
• Whole Genome Covering PCR Primer Design 全ゲノムあるいは大きなゲノム領域を PCRプロダクト が重なりを持って完全にカバーする PCRプライマー設計
• Sequencing Primer Design キャピラリーシーケンサ のワンリードでカバーできないDNA断片を シーケンシング するためのシーケンシングプライマー設計

参考

以下は、遺伝子クラスター設計 など複数のDNA断片を一度に クローニング するためのPrimer群を一括設計する機能です。デザインからクローニングまでを実行し、クローニングされた生成物をIMCにロードできます。

• In-Fusion Design Ver.1 : In-Fusion Cloning 用のPrimer設計機能
• In-Fusion Design & Build Ver.2 : In-Fusion Cloning 用のPrimer設計機能
• In-Fusion Design & Build Ver.3 : ベクター配列にインサートするDNA断片をドロップして遺伝子クラスターを設計し、ビルドする機能
• Batch Gene Cluster Design & Build : クラスターを構成する遺伝子セットを置き換えて一括多数の遺伝子クラスターを設計し、ビルドする機能
• Combinatorial Design & Build : 遺伝子クラスター を構成する断片を コンビナトリアル に組合せ設計し、ビルドする機能

IMCのPCR反応機能では、登録されたプライマーセットのプライミング位置をゲノム塩基配列上から探索します。

両方のプライマーがゲノム上にプライミングサイトを持つ場合には、プライマーで挟まれた領域をPCR増幅します。

このとき、アデニンを1塩基突出させることも可能です。これはTAクローニングに使用されます。

テンプレートDNA配列に注釈（Feature)がついている場合は、増幅されたPCR産物にも注釈が継承されます。

複数のテンプレートDNA配列に対して、PCRを実行することも可能です。

目的と概要

• IMCではライゲーション機能を提供し、注釈付塩基配列を含む様々な塩基配列同士を実際のクローニング実験と同様に結合して、その産物を生成します。すべての注釈はライゲーション産物にも正しく継承され、かつその産物も元の塩基配列と同様にIMCの多くの機能を使って解析することができます。

機能

• 塩基配列同士をその末端形状が相補的に一致する場合は、ライゲートし、１つの塩基配列にします。
• 最大5断片までの塩基配列をライゲーションできます。
• 3断片以上のライゲーションは、IMCGE以上で実行できます。
• 生成可能な全ライゲーション配列を生成できます。
• Version 7.24以降では、ライゲーション産物の完全相補配列を別な生成物としてカウントしています。
• GenBankやEMBL形式の注釈付塩基配列も同様にライゲーションが可能で、それらの注釈はライゲーション生成物に正しく継承されます。
• 塩基配列の末端同士の形状と配列が相補的に一致する場合は、環状塩基配列を生成します。
• 生成されたライゲーション産物における各断片のインサート方向をチェックするために使用できる制限酵素のリストを表示します。
• またそれらの制限酵素を使用した場合のゲル電気泳動パターンを表示します。
• カレントフォルダーにロードされているすべての塩基塩基配列の末端形状を表示します。
• セルフライゲーションにより、環状DNAを生成することもできます。
• PCR産物のT-Aクローニングにも対応しています。
• ライゲーションの前に、各断片の末端形状をみることができます。
• ライゲーション産物のプラスミドマップを描画することができます。この描画では、インサート領域を吹き出しで表現できます
• ライゲーションにより結合された結果は、他の塩基同士の結合と等しい共有結合（リン酸ジエステル結合）となるため、結合後は本来は区別ができません。
• 
• ライゲーション産物として生成される塩基配列は、元の塩基配列と同様に解析することができます。

制限事項

• 現在、6個以上の塩基配列を連結するライゲーションはできません。

アルゴリズム

• IMC上で制限酵素切断された配列には、末端の状態を示す特殊なFeature KeyとQualifierが生成されます。

プラスミドマップの作成については、Plasmid Map Viewerをご覧ください。

DNA配列を制限酵素で消化断片化した場合、PCR増幅した場合、ライゲーションを行った場合には、それらの産物をゲル電気泳動した結果として表示することができます。

DNAフラグメント配列の末端を修飾することができます。

IMCが現在提供している末端修飾機能は以下の通りです。

分子生物学的処理

• 平滑化（T4 DNA Polymeraseによる平滑化、Mung Bean Nucleaseによる平滑化）
• リン酸化
• 脱リン酸化
• PCR産物へのアデニン突出

非分子生物学的処理

• チミンが突出した配列の作成（T-Vector)
• 制限酵素認識配列の付加

ライゲーションなどにより、インサートされるDNA断片の両端が同じ制限酵素で切断された場合や、平滑末端を持つ場合は、インサートの向きを知るために最適な制限酵素候補をゲル電気泳動図で表示します。

分子生物学的によらず、情報操作による塩基配列処理

• Delete Sequence：ゲノム塩基配列の任意の領域を削除します。
• Fragmentation：ゲノム塩基配列を指定した塩基位置（複数指定可能）で切断し、断片化します。

IMCでは、シンプルなORF候補抽出機能を提供しています。

カレント塩基配列の6個のフレーム上で、ストップコドンから次のストップコドンまでの領域で指定した塩基長以上を有するものを抽出します。

ORF候補は、CDSへ変換し、アミノ酸翻訳を行うことも可能です。

ORF候補領域が他のORF候補領域を包含する場合は、より塩基長の大きいのものを採用できます。

IMCでは、このほかに外部コマンドとして、Gene FindingプログラムであるAugustusおよびMetaGenomeAnnotatorを起動し、その結果を取り込むことができます。

また、Glimmerなどの遺伝子同定プログラムの出力結果をインポートして、カレント配列上にマッピングすることができます。

カレント塩基配列上のCDSフィーチャーの塩基配列をアミノ酸翻訳します。

カレント配列上の全CDS、選択された領域上のCDS,1個のCDSについて翻訳範囲を指定することができます。

各コドンは指定されたGenetic Tableに従って翻訳されます。

ゲノムアノテーションを全自動で行う機能です。

アノテーションを行うゲノム塩基配列を登録すると、そのゲノム配列へのアノテーションを全自動で行います。

実行前に使用する同定ソフトウェアや使用する配列データベースを選択することができます。

IMCに搭載されたアノテーション用の機能を使用して 手動アノテーション を行うことができます。

IMCには以下のようなアノテーションツールが用意されています。

• Annotation Viewer-Editor Window
• Description Editor Window
• Sequence Viewer
• フィーチャー への 連番付加機能
• 不要なフィーチャー・Qualifier の除去機能
• フィーチャー演算子
• バッチホモロジー検索機能
• その他

• この機能は以下のソフトウェア・エディションに搭載されています
  • IMCGEIMCAEIMCDSGenomeTraveler
• 以下のエディションではシングルゲノムマップ（1個のゲノムのみ表示できます）となります。
  • IMCEEIMCSE
• 多重リニアゲノムマップ（Multiple Linear Genome Map）は、近縁種間の複数のゲノム染色体からのFeatureを並列に比較描画する機能です。
• 多重リニアゲノムマップ上の１つフィーチャーを右クリックすることにより、他のゲノム上の全フィーチャーに対するホモロジー検索を実行でき、そのフィーチャーが他のゲノム上に相同な藩列を持つ場合は、相同遺伝子を軸にアライメント表示できます。
• 多重リニアマップからマウス右クリックで「IMC O10 遺伝子クラスターアライメント」を実行することができます。
• PDF, PNG, EMFの各画像フォーマットでファイル出力できます。

• この機能は以下のエディションに実装されています。
  • IMCGE, AE, DS,GT
• 2つのゲノム配列間の相同領域をドットマトリックスで表示します。

• カレントゲノム配列とカレント参照ディレクトリにロードされている１つのゲノム配列を選択して比較します。
• ドットカラーをOverlap塩基長、%Identigyの段階別に設定できます。結果表示画面では、ズーム、シフト、矩形で選択した任意の領域の拡大、ドットカラー設定、ナビゲーションウィンドウ、表示ドット数の制限、フィーチャーキー表示（フィーチャ―マウスオーバーで注釈を表示）が可能です。
• ドット画像は、PDF/PNG/EMF形式でファイル出力可能で、印刷設定も可能です。
• ドットリストはCSV形式でファイル出力可能です。

ベン図（Venn Diagram）は集合論で使用される図で、3個の集合（4集合以上の場合も描画可能ですが、IMCでは3集合以下のみ描画します）間の要素の数の分布を示したものです。

それぞれの集合に属する要素を円内に示し、それらが重なり会う部分を共通要素として示します。

生物学への応用として近縁種ゲノム間の相同遺伝子の数を図示することに使用されます。

この機能は以下のソフトウェア・エディションに搭載されています

• IMCGEIMCAEIMCDSGenomeTraveler

グローバルゲノム再配置マップの描画ウィンドウです。上部と下部にそれぞれ互いに近縁なゲノム配列が直線で表現されています。上下の線分を結ぶ多数のカラーの線分は上下のゲノムで互いに相同性の高いものを結んでいます。上下を結ぶ線分のカラーは、相同性の強さの違いを示しています。中央で1点に集まる線分はこの流域が互いのゲノムで逆位になっていることを示します。中央にある小さなウィンドウはナビゲーションウィンドウで全体をズームインした場合にどの部分が表示されているかを示します。上下にあるボタンツールで画面表示や出力を設定できます。

この機能は以下のソフトウェア・エディションに搭載されています

• IMCGEIMCAEIMCDSGenomeTraveler

概要と機能

• 近縁種ゲノム間の全長にわたるゲノムリアレンジメントマップをフィーチャーレベルで作成・描画します。
• カレントゲノム配列と、カレント参照ディレクトリにロードされている近縁種ゲノム配列のうち選択（複数可）されたゲノム配列の間でペアワイズにゲノム全長を比較します。
• 核酸配列での比較と、アミノ酸配列での比較が可能です。相同性の判定基準を変更可能です。
• アミノ酸配列での比較の場合は、双方のゲノムともCDSが注釈付けされている必要があります。
• 結果画面からは、縦横ズーム、スクロール、相同ラインのピックアップ、任意のフィーチャ―キーの表示、非相同領域の表示、ナビゲーションウィンドウの表示、が可能です。
• 結果画像は、PDF/PNG/EMF形式でファイル出力可能です。相同リストはCSV形式でファイル出力可能です。

局所ゲノム再配置マップとは？ 

局所ゲノム再配置マップ(Local Genome Rearrangement Map）は、近縁種を比較する機能の１つです。２つゲノムの間の最大相同性パスに沿った相同性領域の比較を塩基配列やアミノ酸配列レベルでかつそれらゲノム上にある注釈を表示します。

この機能は以下のソフトウェア・エディションに搭載されています

• IMCGEIMCAEIMCDSGenomeTraveler

機能と特徴 

基準となるゲノム上に、異なる近縁種ゲノムとの相同領域を検出し、塩基配列およびそれぞれのゲノムのフィーチャーをアラインメントした局所的ゲノム再配置マップを描画します。この機能を、ローカルゲノムリアレンジメントマップと名付けています。

2種の近縁種間の全体にわたり、かつ局所的なゲノムリアレンジメントマップを作成・描画します。 

基準ゲノムに対して、比較対象としての近縁種のゲノム全域を写像します。 

2種のゲノム間のゲノム全域にわたり、塩基配列レベルでの相同領域を表示します。 

コーディング領域においては、対応するアミノ酸残基をアラインメント表示します。

アミノ酸残基の不一致個所をリスト表示し、そのリストの各不一致個所をクリックすることにより、対応する位置にマップを移動できます。 

一致部位と残基のリストをCSVファイル出力可能です。

リストは再ロード時に、再現表示されます。相同領域においては双方のゲノムのフィーチャーとその位置をアラインメント表示します。 

基準ゲノムとの相同性がない領域については、比較対象ゲノムのフィーチャーは表示されません。

これは、LGRMが基準ゲノムに対して比較対象ゲノムを写像するという原理から、写像されない領域すなわち、比較対象ゲノムから欠失した領域として判断されます。

解析結果は基準ゲノムのGenBank形式ファイルとして保存および再参照可能です。 

LGRM表示設定をレイアウトスタイル(LGRMレーン）として登録可能です。

LGR Mapレーンはメインフィーチャーマップの任意に位置に配置設定できます。塩基配列とアミノ酸配列の比較表示をカスタマイズできますLGRMでは通常の配列レーンをLGRM用に読み替えて使用されます。

遺伝子クラスターアラインメントは、複数の近縁種ゲノムの１つの遺伝子に着目し、その近傍（上流にN個の遺伝子範囲、下流にN個の遺伝子範囲）を含めて、近縁種ゲノムとの間の相同性の有無を調べ、BBHがある場合には相同遺伝子同士を帯で結合表示するものです。

• 相同性スコアにより、結合帯の描画カラーを変更できます。
• アラインメントの表示は、レファレンスフィーチャーマップ（マルチプルゲノムビューア）を使用します。
• 各ゲノムは、個々に左右にスクロール可能です。
• 全体をズームすることが可能です。
• ゲノムの表示順を変更すると、クラスタリングが終了してしまいます。
• 印刷は、Printボタンを使用します。このペインはドックアウトできます。

この機能は以下のソフトウェア・エディションに搭載されています

• IMCGEIMCAEIMCDSGenomeTraveler

パンゲノムからコアゲノムを抽出します。

• 具体的には近縁種ゲノム集団から、共通遺伝子を抽出します。
• メインカレントゲノム配列上の遺伝子と参照ゲノム配列（複数指定可能）の遺伝子との間のBBH(Best Binary Hit)が一致する場合を共通遺伝子としています。
• 参照ゲノム配列間の共通遺伝子は同定していません。
• 解析結果をファイルに保存することが可能です。
• IMCを終了した後でも、次回IMCを利用時に、このファイルを再ロードし、コアゲノム解析を続行することができます。

集団が大きい場合は計算時間がかかります。その場合は、コア数の多い計算機で実行することを推奨します。

この機能は以下のソフトウェア・エディションに搭載されています

• IMCGEIMCAEIMCDSGenomeTraveler

変異点解析は近縁種ゲノム（パンゲノム）間の変異点を塩基単位で検出します。

• カレントゲノム配列を基準として、カレント参照ディレクトリにロードされているゲノム配列から複数を選択し比較できます。
• ゲノム配列は遺伝子抽出されCDSフィーチャーが登録されている必要があります。
• 変異塩基をレファレンスフィーチャーマップ上に表示できます。
• 検出部位をCDS上あるいは遺伝子間領域のどちらかに設定できます。
• 遺伝子間領域の場合は精度が落ちます。
• 検出判定基準については、%IdentityおよびOverlap率を変更できます。
• 解析結果画面には変異塩基のリストが表示され、表示項目はゲノム配列別に変異塩基、変異位置、gene name, ocus-Tagとなります。
• 結果はCSV形式でファイル出力できます。メモリーサイズを増やすと、解析可能なパンゲノムサイズも大きくなります。
• 集団が大きい場合は計算時間がかかります。その場合は、コア数の多い計算機で実行することを推奨します。

この機能は以下のソフトウェア・エディションに搭載されています

• IMCGEIMCAEIMCDSGenomeTraveler

実装エディション：IMCGE,AE,DS

アミノ酸配列を参照ゲノム塩基配列上にマッピングし、新規フィーチャーとして登録します。

指定したアミノ酸配列（複数可能）を、現在フィーチャーマップとして表示されている参照ゲノム上にマッピングし、ヒットしたエントリーを新規フィーチャー（mRNAなど）として登録します。

マッピングには、tBlastNのアルゴリズムが使用されます。

マッピング結果は、3タイプに分類されます。

1. 入力アミノ酸が、完全に参照ゲノム塩基配列にマッチした場合
2. 入力アミノ酸が、不完全に参照ゲノム塩基配列にマッチした場合
3. 入力アミノ酸配列が、まったくマッチしない場合

前者2タイプの結果は、参照ゲノム上に新規フィーチャーとして登録することができます。たとえば、完全マッチ配列を、mRNAフィーチャーとして登録し、不完全マッチ配列は、miscRNAフィーチャーとして登録することができます。

新規登録されるフィーチャーの任意のQualifierに同一のValueを設定できます。また、Qualifier /locus_idに指定した接頭文字と、任意の桁数をもち、任意の数値から開始される連番を登録することができます。

イントロンをもつ真核生物の場合は、エクソン・イントロン領域を識別してマフィーチャー登録されます。

イントロンの最大塩基長を制限できます。

Group とは？

• SBML Format の ゲノムスケールモデル では、Extension に groups があります。
• その要素 Group は ゲノムスケールモデル に登録されている Reaction をグループ化するためのものです。
• Group は SubSystem などとも呼ばれ、代謝パスウェイ 上の近傍に位置し、反応が連鎖する一群の Reaction の集団を示します。
• 既存のゲノムスケールモデルでは、Group が設定されているモデルは、iJO1366などごく少数です。

GroupEditor の役割

• このため、IMCには、各 Reaction を Group別に簡単に登録するための GroupEditor が用意されています。
• GroupEditor を使用して、独自の Group やそれに属する Reaction 群を編集することができます。
• Group の Reaction 集団の大きさを適切にとると、見やすい パスウェイ を描画できます。

GroupEditorの各部の名称と機能

SeedMetaboliteList(onGE)

• 初期状態では、Current GSMに登録されているすべてのMetabolite(Species)が表示されます。
• このリストから1つのMetaboliteを選択すると、それのMetaboliteが反応にふくまれるすべてのReactionがReactionList(onGE)に絞り込み表示されます。

ReactionList(onGE)

• Current GSM に登録されているReactionのリストです。
• 絞り込み操作により、表示されるReactionが変わります。

Group-AssignedReactionList(onGE)

• GroupList(onGE)から１つのGroupを選択するとそのGroupに属するReaction群を表示します。

GroupList(onGE)

• Current GSM に登録されているGroupのリストを表示します。

ローカルパスウェイビルダーは、ロードされたゲノムスケールモデルに記載された情報を使用して、代謝パスウェイを1反応ずつ伸長していくツールです。

IMC Version 8.109 から実装されています。

• カレント配列を全フィーチャーを含めて、それまでの逆相補鎖を順鎖とする配置に変換し、フィーチャーマップも逆相補鎖を順鎖にして転回し、表示されます。
• 逆相補鎖変換された配列はその状態でファイル出力できます。
• ツールボタンは逆相補鎖ボタンのトグル表示となり、もう一度実行すると元の鎖に戻ります。

OGAB法でクラスターを再構築するための遺伝子クラスター配列断片化設計を行います。

実行や表示などのオプションパラメータ設定を行うダイアログです。

iSpiderは、外部の塩基配列やアミノ酸配列データベースサーバから必要な配列データファイルをダウンロードするツールです。

予め、外部サーバとそこから取得する配列データの情報を登録しておくことにより、簡単に最新の配列データをダウンロードし、所定のディレクトリーに保存することができます。

手動ですぐにダウンロードを実行することが可能ですが、実行する日時を指定してその時刻に自動的にダウンロードすることも可能です。

正規表現で、複数のファイルを指定することが可能であるため、場合によってはかなり多数のファイルをダウンロードすることになります。

外部サーバの規約に従って、サーバにあまり負荷をかけないよう設定を行ってください。

TaxiSpiderは、iSpiderの姉妹ツールです。

塩基配列ファイルやアミノ酸配列ファイルへの全索引を指定したサイトからダウンロードするツールですが、それらの配列索引を1つの大きなTaxonomy Tree状のデータベースに格納していくことに特徴があります。

ダウンロードされた配列データはそのTaxonomy情報に従って、Taxonomy Treeの該当する枝上に格納されます。

ただし、ローカルに非常に大きなディスクスペースを必要とします。

2018年12月現在、47GBのディスクスペースが必要です。

GenBank GBFF Expanderは、多数のゲノム配列を含むNCBIのGBFF形式のファイルを個々のゲノム配列に展開し、そのTaxomyに従って、ツリー上のディレクトリーに配置するツールです。

TaxiSpiderのプロトタイプとなった機能です。