KEGG

A KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) egy a genomokkal, biológiai útvonalakkal, betegségekkel, gyógyszerekkel és kémiai elemekkel foglalkozó adatbázisok gyűjtőhelye. A KEGG-et a bioinformatikai kutatásoknál és oktatásoknál használják, többek között a genomika, a metagenomika, a metabolomika és más omikák területén elemzéshez. Emellett a rendszerbiológia, a transzlációs kutatás és a gyógyszerfejlesztés területén használják modellezésnél és szimulációnál.

A KEGG adatbázis projektet 1995-ben Minoru Kanehisa kezdeményezte az akkor Japánban futó Humán Genom Program keretein belül, aki akkor a Kiotói Egyetem Kémiai Kutatások Intézetének a professzora volt.^[1][2] Előre látva a számítógépen elérhető erőforrások iránti igényt, melynek segítségével feldolgozhatóak a genom szekvenciális adatai, nekiállt kifejleszteni a KEGG PATHWAY adatbázist. Ez kézzel rajzolt KEGG ösvények gyűjteménye lett, amely a anyagcseréről és a sejtek és szervek egyéb funkcióiról szerzett tapasztalati adatokat tette fel egy térképre. Minden térképi ösvény a molekulák kölcsönhatásának és hatásainak egy ösvényét rajzolja ki, célja pedig az volt, hogy a felfedezett géneket azok eredményéhez kapcsolja. Az eredmények többsége valamilyen protein lett.Így létrejöhetett az úgynevezett KEGG ösvény térképek elemzése, mely során a genómban lévő génállomány összehasonlíthatóvá vált a KEGG PATHWAY adatbázissal, és így lehetett tanulmányozni, hogy milyen ösvény és hozzá kapcsolódó funkció lehet az adott génben kódolva.

A fejlesztők szerint a KEGG a biológiai rendszer „számítógépes reprezentánsa.”^[3] Ebben benne vannak az építő elemek és az azokat leíró vonaldiagramok. Pontosabban a gének és a proteinek építőelemei, a kis molekulák kémiai építőelemei, a reakcióik, a molekulák reakcióinak és kapcsolatainak vonaldiagramos hálózata. Ezek a KEGG következő adatbázisaiban vannak eltárolva, melyeket több csoportba is be lehet sorolni,melyek között ott van a rendszer, a genom, a kémia és az egészség, illetve az ezekhez kapcsolódó információk.^[4]

• Rendszer információ
  • PATHWAY – biológiai ösvény térképek a sejti és a szervi funkciókról.
  • MODULE – modulok vagy a gének funkcionális egységei
  • BRITE – biológiai egységek hierarchikus felépítése.
• Genom információ
  • GENOME – teljes genomok
  • GENES – gének és fehérjék a teljes genomban.
  • ORTHOLOGY – gének ortológ csoportjai a teljes genomban.
• Kémiai információk
  • COMPOUND, GLYCAN – kémiai összetevők és glikánok
  • REACTION, RPAIR, RCLASS – kémiai reakciók
  • ENZYME – enzim nómenklatúra
• Egészségügyi információk
  • DISEASE – humán betegségek
  • DRUG – jóváhagyott gyógyszerek
  • ENVIRON – gyógyszer alapok és egészségügyi kiegészítők

A KEGG PATHWAY adatbázis, a vonaldiagram adatbázis a KEGG központi eleme. Ez ösvények olyan térképeit gyűjti össze, melybe több entitás is helyet kap. Ilyenek a gének, a proteinek, RNS-ek, kémiai vegyületek, glikánok valamint a kémiai reakciók, a betegségekért felelős gének és a gyógyszerek célpontjai, melyeket a KEGG egyéb adatbázisai külön-külön is tartalmaznak.A térképeket a következő csoportokba sorolták:

• Metabolizmus
• Általános információ feldolgozás (transzkripció, transzláció, DNS-másolás, DNS-javítás stb.)
• Környezeti információk feldolgozása (membrán transzport stb.)
• Sejti folyamatok (sejtnövekedés, sejthalál, sejt membrán funkciók stb.)
• organizmus rendszerek (immunrendszer, endokrin rendszer, idegrendszer stb.)
• Humán betegségek
• Gyógyszerfejlesztés