COSMIC:最大的【癌症基因突變】的資料庫

2021-02-28 Epigenetics表觀遺傳學

當你研究一個基因或蛋白時，研究到功能和應用階段，你需要知道這個基因在癌症中是否存在突變，這個時候該怎麼查？

今天給大家安利一個超強的資料庫：COSMIC。

Cosmic [ˈkɑ:zmɪk] 本意為"宇宙的；極廣闊的"，然而這裡為 Catalogue Of Somatic Mutations In Cancer 的縮寫，即「腫瘤中體細胞突變的目錄」。

該資料庫主要由英國威康信託基金會桑格研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）開發和運作，2004 年發布第一個版本，2017 年 2 月 13 日發布了最新的第 80 個版本（v80），以後每 3 個月更新一次。這個資料庫有專門的團隊維護，不可以自己上傳數據，如果你希望上傳，可以聯繫他們的團隊。

網站對 2016 年 9 月的第 78 版（v78）的數據量統計如下：

這是目前最大最全的關於腫瘤中基因突變的資料庫！

下面簡要介紹一下 COSMIC 的用法和亮點：

COSMIC 菜單欄，核心包括 Resources、Curation（精選）、Tools、Data四個部分


▲ COSMIC 的整體頁面，其中上面提到的最核心的 4 個板塊也被單獨列出來

1. Home

Home 裡面包含有 Cell Lines Project 和 COSMIC，其中 Cell Lines Project 是對最常使用的 1000 多種腫瘤細胞系的深入分析的數據，而標準的 COSMIC 版本中，包含的數據更多，但是分析沒有 Cell Lines Project 深入，可以理解為網站的兩種模式。

在標準的 COSMIC 模式下，網站的主色調是藍色的，而一旦選擇 Cell Lines Project，網站主色調變為綠色。以下我們在標準的 COSMIC 模式下講解。


▲ 1000 多種最常用的腫瘤細胞系清單

2. Resources

Resources 裡面包括 Cell Lines Project 、COSMIC、Cancer Gene Census、Drug Sensitivity、Mutational Signatures、GRCh37 Archive，其中 Cell Lines Project 、COSMIC 跟 Home 中的完全一樣，最後的 GRCh37 Archive 指的是以此前版本的人類基因組數據為參考，因此這裡重點介紹 Cancer Gene Census、Drug Sensitivity、Mutational Signatures。

2.1 Cancer Gene Census（癌基因統計）

2.1.1 Census

這裡又分為三個子菜單 Census、Breakdown（統計分析）、Abbreviations，其中 Census 菜單，顯示目前所有的癌基因，而且這個數據表可以搜索，導出（需要先註冊）。

注意：搜索的時候，只能在當前的頁面搜索，比如我在第一頁搜索 DNMT3A，顯示是沒有匹配的，但翻到第二頁，再次搜索就有了。

▲ 導出的格式有CSV和TSV，據導出的表格顯示，目前一共有 616 個癌基因。

以 DNMT3A 為例，點擊基因名，可以進入詳細的頁面：

▲  最右邊的灰色條可上下拉動，以控制頁面中峰的顯示幅度。滑鼠落在一個突位點上，顯示該突變點的位置以及突變數。

▲ 根據結構信息，分析該突變位點是否落在具有功能的結構域。

其他的功能，比如 Tissue、Distribution、Drug Resistance、Variant 等也非常重要，這裡不逐一介紹。

2.1.2 Breakdown（統計分析）

▲ 這裡是對所有癌細胞中的突變進行了整理

2.1.3 Abbreviations：對表格中的縮寫進行解釋。

2.2 Drug Sensitivity

▲ 鑑定腫瘤的分子特徵，預測抗腫瘤藥物的響應

（Identifying molecular features of cancers that predict response to anti-cancer drugs.）

這裡主要包括 Compound、Cancer Feature、Cell Line 三種數據。

▲ 一共有265個小分子化合物，可以靶向不同的癌基因和信號通路

Cancer Feature 和 Cell line 的內容小夥伴可以自己去探索哦~

2.3 Mutational Signatures（突變特徵）

導致體細胞突變的原因很多，比如 DNA 複製的失真、暴露到內源性或外源性的誘變源、 DNA 酶修飾、DNA修 復的缺陷。不同的突變過程會產生不同的突變組合，這裡定義為「突變特徵」。

▲ 一共歸納了 30 種「突變特徵」

3. Curation（精選）

這裡又細分為 Cancer Gene Census、Genes、Gene Fusions、Genome Screen、Drug Resistance，其中 Cancer Gene Census 與前面介紹的完全一樣，不再贅述。


這裡的 Genes 與上面的 Cancer Gene Census 有一定差別，其中 Genes 是 Cancer Gene Census 中篩選出來的，此前沒有現成的資料庫的。（From this list we are selecting genes for COSMIC expert curation with an emphasis on genes for which there are no existing databases.）

▲ 這裡的 Genes 一共有 192 個，遠比 Cancer Gene Census 中的 616 個基因少

Gene Fusions、Genome Screen、Drug Resistance 也留給小夥伴們去探索。

4. Tools

Tools 中主要包括 Cancer Browser、Genome Browser、CONAN、Beacon，前兩者很容易理解，CONAN 是指拷貝數分析（Copy Number Analysis）

▲ 這裡需要輸入基因名稱或基因區間

Beacon，這裡理解為「界標」，即根據在基因組中的位置來查找突變

▲ Beacon 的操作界面

Highlight

在首頁的 Tools 工具欄中，新增了 COSMIC-3D，這個功能非常酷炫！

以 Kras 為例，輸入後按 enter 鍵，得到以下界面：

▲ 這個功能超級好玩！可以放大，縮小，旋轉，截圖……

▲ 繼續往下拉，可以看到各種錯義突變的位置，炫酷的是，右上角的蛋白結構還在轉個不停。

……

以上只是 COSMIC 的冰山一角

小編拋磚引玉而已

更多有意思的，有用的功能

還有待小夥伴們自己挖掘！

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