2025年7月は、世界中でゲノミクスに最も広く使用されているリソースの1つであるUC Santa Cruz Genome Browserの25周年を迎えます。もともと、研究者がヒトゲノムプロジェクトコンソーシアム（HGPC）によって組み立てられた単一のヒトDNA配列を探索できるように建設されましたが、現在、1日に数万人の研究者が数千の異なる種のゲノムを人間から視覚化、注釈、および研究することができるようになりました。ウイルスに。
この驚くべきリソースを祝って、私たちはその歴史の中でブラウザに取り組んだ卒業生にスポットライトを当てています。 UC Santa Cruz Genomics Instituteの元PostdocであるKatie Pollardは、現在、Gladstone Data Science and Biotechnology研究所のディレクターであり、UC San Franciscoの疫学および生物統計学の教授、Chan Zuckerberg Biohub San Franciscoの研究者です。彼女はブラウザの初期の時期にチンパンジーゲノムに取り組みました。これは、人間と霊長類の違いについての重要な発見に導いたプロジェクトです。彼女は、彼女自身のキャリアとゲノミクス全体の分野の両方に対するヒューマンゲノムプロジェクトとブラウザの重要性について私たちと話しました。
新しい規律の始まり
ケイティ・ポラードが最初に博士号に向かって働き始めたとき90年代後半のカリフォルニア州バークレーでの生物統計学では、ヒトゲノムはまだ配列決定されていませんでした。その後、2000年7月7日に、UC Santa CruzがHGCPの最初のドラフトのオンラインドラフトを公開しました。突然、まったく新しいゲノミクスの分野が生まれました。それは刺激的な成果であり、ポラードは彼女の研究の焦点を変えるようになりました。
“いつ [then UC Santa Cruz Professor of Computer Science] デビッド・ハウスラーのチームと他のチームは、初めてヒトゲノムを分析しましたが、それは私のキャリアで本当に極めて重要でした」とポラードは言いました。 「疫学への関心から癌のゲノミクスに切り替えました。」
ポラードの博士号論文は、遺伝子が人体でオン /オフになる方法を見るための最初の技術であるDNA「マイクロアレイ」を分析するための計算および統計的方法に焦点を当て、それらを使用して癌と健康な組織の違いを特定するための最初の技術に焦点を当てました。彼女の博士号を取得した後、ポラードはゲノミクスにおける多くの異なるポスドク職を考えましたが、彼女が最も描かれた機会は、現在UCサンタ・ロウズと一緒にUCサンタクルスで働いていました。 、および現在、生体分子工学の著名な教授であり、UCサンタクルスゲノミクス研究所の創設科学部長であるデイビッド・ハウスラー。
「私が非常に興奮していた理由は、他の場所とは異なる時点で明らかに何かが起こっているからです」とポラードは言いました。 「科学データはコンピューター上のテキストファイルであるだけでなく、誰でもやり取りできるように視覚化するためのツールを構築する必要があるという考えは、私にとってそのような魅力でした。」
ブラウザを使用して、私たちを人間にするものを発見します
ポラードがポスドクの交わりを始めたとき、UCSCブラウザはまだ初期段階にありました。 HGPCの完成したヒトゲノム配列に対応するために構築されており、研究者はすぐにマウスとラットのゲノムをプラットフォームに追加しました。ポラードはチンパンジーゲノムに取り組み始めました。
「私はチンパンジーゲノムの作業を開始するように招待されたとき、私は非常に興奮していました。なぜなら、私は学部生として、比較的霊長類と人間の進化を非常に異なる視点から研究していたからです。私たちを人間にし、それを行動やその他の身体的違いにつなぐ遺伝的基盤を見ることができるという考えは、非常に興味をそそるものでした」とポラードは言いました。
「遺伝子は当時適切に注釈さえなかったので、それは本当に大したことでした」とポラードは言いました。 「それは本当に私の研究キャリア全体を別の方向に設定しました。タンパク質に焦点を合わせる代わりに、私はタンパク質が進化や病気でどのようにオンとオフになるかに焦点を合わせ始めました。」
UCSCゲノムブラウザの遺産
ポスドクとしてのポラードの重要な発見は、ゲノムがどのように進化し、それらが病気につながるかを明らかにする上で、やりがいのあるキャリアの始まりに過ぎませんでした。 UCサンタクルーズでの2年間のポスドクが結論付けた後、彼女はUCデイビスの助教授になり、最終的にサンフランシスコに引っ越しました。彼女は現在、UCサンフランシスコの疫学および生物統計学の教授であり、データサイエンス＆バイオテクノロジーのディレクターであり、 Gladstone Institutes、独立した生物医学研究所。 2017年、彼女は捜査官としてチャンザッカーバーグバイオハブに加わりました。その間ずっと、ポラードは、UCSCゲノムブラウザーが彼女の仕事に不可欠であり続けていると言います。
「ブラウザがセットアップされ、進化し続ける方法は、それを非常に有用なリソースにします」とポラードは言いました。 「今日、私の研究室の誰かが興味深い結果や質問を持って来たとき、私が最初にすることは、ブラウザでそのゲノムシーケンスを調べて、私たちが知っていることを把握することです。」
ポラードは、ブラウザの影響は、新しいデータの急流に対応するために継続的に革新することができたブラウザの強力で多様なチームに起因する人間のゲノムの初期からのみ成長していると考えています。
「最大の課題は、あなたが1つの人間のゲノムを持っていて、それに関する非常に少ない情報が今日必要な解決策ではないときに最良の解決策のように思われたものだと思います」とポラードは説明しました。 「ヒトゲノムプロジェクトの後にデータ生成が爆発しました…数十万人がゲノムをシーケンスしました。DNAのシーケンスだけでなく、RNAを配列し、RNAを1つの組織でシーケンスするだけでなく、その組織だけでなく、単一細胞分解能でその組織のすべての細胞タイプで、多くの異なる組織でそれを配列します。また、プロテオミクス、メタボロミクス、イメージングデータも組み込まれています。さまざまな種類のデータの量と多様性は、その最初のヒトゲノムが配列決定されて以来爆発しました。」
UC Santa Cruzは、この「ビッグデータ」チャレンジに何度も繰り返され、ブラウザを継続的に進化させて、科学者が探索できるようにする新しいデータ型を継続的に進化させました。この取り組みには、生物学的領域、エンジニアリング、データの視覚化、およびユーザーインターフェイスの専門家の学際的なチームが含まれています。
「サンタクルスは、データサイエンスの次の課題が何であるかを把握するために常に推進してきました」とポラードは言いました。 「ある意味では、テクノロジーが変わらなかったと思うかもしれません。 20年前にどのようにやったかについて似たようなルックアンドフィールを備えたUCSCゲノムブラウザーがまだありますが、そのブラウザの機能は非常に異なっており、利用可能なデータのスケールとタイプもあります。 UC Santa Cruzは、他の科学者のためにデータのキュレーションを革新し、データを簡単に探索し、質問できるようにしています。」
#UCSCゲノムブラウザの25年