FANTOM

Latest update of FANTOM web resource in NAR DB issue 2025

FANTOMウェブリソースの2025年更新版

このたび、2025年版のNucleic Acids Research データベース特集号に論文が掲載されました（doi:10.1093/nar/gkae1047）。本論文では、哺乳類の非コード領域ゲノムを探索するためのアノテーションとツールを拡充した FANTOM ウェブリソースの更新について報告しています。今回のアップデートでは、長鎖非コードRNA（iPS 細胞データを含む）の機能情報、クロマチン相互作用に基づく核内lncRNA のアノテーション、ならびに転写活性を示すシスエレメントの新しいデータベースを追加し、転写制御研究の推進を目指しています。本論文の補足ページもご覧ください。

fanta.bio: FANTOM5プロモーター/エンハンサーアトラスの拡張版

fanta.bio (Functional genome ANnotations with Transcriptional Activities) は、CAGE等のプロトコルにより検出されるRNAの5'端配列情報を活用して、転写活性に関わる機能エレメントとしてシスエレメント（CRE）を収集したデータリソースです。クロマチンマークにより推定したリソースとは異なり、fanta.bioでは活性シスエレメントから転写される転写産物情報を用いてCREを同定します。各領域には様々なサンプルでの活性レベル、近傍遺伝子、遺伝的変異や転写因子結合に関するリソースへのリンクなどの注釈が付与されています。本リソースは、FANTOM5のプロモーター／エンハンサーアトラスから、さらにFANTOM6のCAGEプロファイルや公開されているCAGEデータセットを使って拡張する目的で構築されました。

Functional analysis to human iPSC lncRNAs

FANTOM6によるiPS細胞中のlncRNA機能を調べた論文が発表されました!

ヒトiPS細胞に対して200個の長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)をノックダウンした観察実験から、何らかの細胞増殖能を示した36個(18%)のlncRNAを発見しました。また、123個のlncRNAノックダウン後の分子フェノタイピングとして転写産物発現プロファイルを調べると、36個(29.3%)のlncRNAで発現変化の誘発が見られました。さらに、クロマチン相互作用を調べる実験結果と組み合わせると、直接被制する遺伝子の可能性を示すシスならびにトランス関係の相互作用が見られました。さらに、細胞特異性解析により多能性に関係するlncRNAが同定されました。以前のFANTOM6プロジェクトのヒト線維芽細胞の結果と比較すると、同様の細胞増殖能を示したlncRNAが2.9%だった一方、同様の遺伝子発現変化を示したlncRNAは58.3%でした。この結果からlncRNAは分子レベルの機能については一貫性があり、影響を与えるパスウェイの探索には分子フェノタイピングの方がより網羅的であることを示唆しています。

FANTOM6によるiPS細胞中のlncRNA機能を調べた論文が発表されました!

Functional annotation of human long noncoding RNAs via molecular phenotyping

FANTOM6プロジェクトの最初の論文が発表されました！

ヒト長鎖ノンコードディングRNAに着目したFANTOM6プロジェクトの最初の研究成果について発表しました。長鎖ノンコーディングRNAの遺伝子はタンパク質をコードする遺伝子よりも数が多いにも関わらず機能がほとんど未知でした。そこで約300個の長鎖ノンコーディングRNAをコードする遺伝子を選び、ロボットによる自動化システムを用いてヒトの皮膚由来の初代線維芽細胞で遺伝子機能抑制を行いました。そしてライブセルイメージングならびにCAGE実験を組み合わせて、細胞の反応を細胞レベルならびに分子レベルで測定しました。解析の結果25%以上の長鎖ノンコーディングRNAで細胞増殖、細胞形態、細胞遊走等に関与していることが分かりました。

FANTOM5特集（NPG）

FANTOM5に関する論文やデータ・デスクリプターが、Nature Publishing Group (NPG) のウェブサイトで特集されています。理化学研究所のこちらの記事もご覧ください。

FANTOM5

FANTOM5では、FANTOM3ならびにFANTOM4の研究成果を発展させ、様々な種類の細胞について、ヒトゲノムにコードされているプロモーターと転写因子制御ネットワークを明らかにすることを目指しています。現在、ヒトの主要な組織、200種以上の癌細胞、30種類の細胞分化やマウス発生の経時解析用サンプル、200種以上の初代培養細胞、などから抽出したRNAについて、Heliscope1分子シーケンサーによるdeepCAGE解析を進めています。

FANTOM4

FANTOM4では、単球細胞の分化過程における転写開始点（TSS）の動的活性をdeepCAGE法で経時的に解析しました。得られた各プロモーターからの遺伝子発現レベルのデータと転写因子結合部位の推定データを使い、転写制御ネットワークモデルを構築することに成功しました(Suzuki et al. 2009)。また、転写開始RNA(tiRNA)、レトロトランスポゾン由来の転写産物の発現、転写因子間相互作用による制御機構の関係についても報告しました。

FANTOM3

FANTOM3では、完全長cDNA技術に加え新たに開発したCAGE法を使い、従来考えられていた、ゲノムの約2％の領域しか転写されていないという常識を覆し、実際には63％以上がRNAとして転写されていることを示しました。さらに、それまでは100個程度しか知られていなかったノンコーディングRNA（ncRNA）が、2万3000個以上も存在することを明らかにし「ＲＮＡ新大陸」の発見として教科書を書き換える成果となりました。また、転写産物の73％以上がセンス/アンチセンスペアとして転写されていることも発見しました。これらの研究成果は、Science 誌のRNA特集号に発表されました (Carninci et al. 2005; Katayama et al. 2005)。

FANTOM2

60,770セットのマウス完全長cDNAの塩基配列および機能注釈を行いました。この活動は、世界で初めて哺乳類の完全長cDNAの標準化を行ったものです。成果は、2002年のNature誌、マウスゲノム特集号に発表されました(Okazaki et al. 2002)。

FANTOM1

かつてない大規模な遺伝子解析を実施するにあたり、遺伝子の機能注釈のルールや方法について取り決めを行い、遺伝子の機能注釈を効率的に行なうシステムを開発しました。研究成果は 2001 年のNature 誌に発表されました (Kawai et al. 2001) 。この論文で発表された完全長cDNAデータは、1週間後に同じくNature誌に発表された国際ヒトゲノム計画の論文 (Lander et al. 2001) で、推定遺伝子数の検証のために使われています。

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FANTOMは、理化学研究所のマウスゲノム百科事典プロジェクトで収集された完全長cDNAのアノテーション（機能注釈）を行うことを目的に、林崎良英博士が中心となり2000年に結成された国際研究コンソーシアムです。その役割はトランスクリプトーム解析の分野を軸に発展・拡大してきました。また、プロジェクトの研究対象は、ゲノムの転写産物という「要素」の理解から、転写制御ネットワークという「システム」つまり「生命体のシステム」の理解へ、より高次の階層に向けて着実に進められています。

FANTOMは現在6期めのプロジェクトであるFANTOM6プロジェクトが進行中です。各期のプロジェクトのページは以下からアクセス可能です。

画像にカーソルを合わせると、FANTOMの歴史、関連論文の情報が表示されます。 FANTOM の歴史

FANTOMプロジェクトで得られたデータやクローンは、「FANTOMデータベース」と「完全長cDNAクローンバンク」として世界中で利用可能です。FANTOMが整備したこれらの研究リソースは、重要な研究プロジェクトに使われています。たとえば国際ヒトゲノム計画では、コンピュータによって予測された遺伝子の位置（転写単位）を検証するために、FANTOMデータベースが使われました。京都大学の山中伸弥教授らは、人工多能性幹細胞(iPS細胞)の樹立研究において、FANTOMデータベースから、細胞の初期化因子候補として24種の転写因子を選定しました。また、米国のAllen脳科学研究所(Allen Institute for Brain Science)がウェブサイトで公開している画期的な遺伝子発現情報検索サイト「Allen Brain Atlas 」では、マウスの脳の画像をクリックするだけで目的の遺伝子発現情報を取り出すことができますが、ここにもFANTOMプロジェクトの研究リソースが使われています。