미국 국립생물공학정보센터

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1. 개요
2. 주요 데이터베이스
3. 주요 도구
- 3.1. BLAST
- 3.2. Entrez
4. NCBI Bookshelf
5. 기타
- 5.1. 조직
- 5.2. 위치
참조

1. 개요

미국 국립생물공학정보센터(NCBI)는 생명과학 분야의 다양한 데이터베이스를 구축하고 운영하는 기관이다. NCBI는 단백질, 유전자, 서열, PubChem 등 다양한 데이터베이스를 제공하며, BLAST, Entrez와 같은 주요 도구를 통해 데이터 검색 및 분석을 지원한다. 또한, 생물의학 분야의 도서를 무료로 제공하는 NCBI Bookshelf를 운영하며, GenBank를 관리한다. NCBI는 미국 메릴랜드주 베데스다에 위치한 미국 국립보건원(NIH) 캠퍼스 내 리스터힐 센터에 위치해 있다.

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미국 국립생물공학정보센터 - [연구소]에 관한 문서
개요
국립생물공학정보센터 로고
약칭	NCBI
설립일	1988년 11월 4일
본부 위치	베데스다, 메릴랜드주

국가	미국
언어	영어
책임자 직함	센터장
책임자 이름	스티븐 셰리 (2022년 9월 26일~)
모기관	미국 국립 의학 도서관
소속	국립 보건원
웹사이트	ncbi.nlm.nih.gov

2. 주요 데이터베이스

NCBI는 다양한 생명과학 분야의 데이터베이스를 구축하고 운영하고 있다. 주요 데이터베이스에는 DNA 염기서열 데이터베이스인 GenBank, 생물 의학 문헌 서지 데이터베이스인 PubMed, 단일염기 다형성(SNP) 데이터베이스인 dbSNP, dbEST 데이터베이스, 문헌 데이터베이스 MEDLINE, 그리고 NCBI Epigenomics 등이 있다.^[13] 또한, 각 연구자가 발표한 게놈 데이터를 NCBI에서 독자적으로 재 어노테이션하여 그 결과를 RefSeq로 공개하고 있다.

1992년 이후 NCBI는 GenBank 외에도 Gene, 온라인 멘델 유전 유산, 분자 모델링 데이터베이스(3D 단백질 구조), dbSNP, 참조 서열 컬렉션, 인간 게놈 지도, 분류 브라우저를 제공하며, 국립 암 연구소와 협력하여 암 유전자체 해부학 프로젝트를 제공한다.^[5] NCBI는 각 종의 유기체에 고유 식별자(분류 ID 번호)를 할당한다.^[5]

PubChem은 NCBI의 분자와 생물학적 분석에 대한 활성 정보를 제공하는 공공 자원이다.^[13]

이러한 데이터베이스는 모두 Entrez 검색 엔진을 통해 온라인으로 이용 가능하며, 공개된 데이터는 기본적으로 무상으로 이용할 수 있다. 또한, BLAST를 통한 상동성 검색 서비스도 제공하고 있다.

2. 1. GenBank

NCBI는 1992년부터 GenBank DNA 서열 데이터베이스 제공을 담당하고 있다.^[4] GenBank는 유럽 분자 생물학 연구소(EMBL) 및 일본 DNA 데이터 뱅크(DDBJ)와 협력하여 데이터를 수집하고 공유한다.^[4] GenBank는 전 세계 연구자들이 제출한 염기서열 데이터를 포함하며, 지속적으로 업데이트된다.

2. 2. PubMed

PubMed는 생물의학 문헌 서지 데이터베이스로, 전 세계의 학술지에 발표된 논문의 초록과 서지 정보를 제공한다. NCBI에서 제공하며, Entrez 검색 엔진을 통해 온라인으로 이용 가능하다. 공개된 데이터는 기본적으로 무상 이용이 가능하며, 생명과학 연구자들이 최신 연구 동향을 파악하고 관련 문헌을 검색하는 데 필수적인 도구이다.^[1]

2. 3. dbSNP

단일염기 다형성(SNP) 데이터베이스인 dbSNP가 있다.^[1] dbSNP는 인간 유전체 내의 다양한 변이 정보를 제공하며, 질병 관련 유전자 연구, 개인 맞춤 의학 연구 등에 활용된다.^[1]

2. 4. RefSeq

NCBI는 각 연구자가 발표한 게놈 데이터를 NCBI에서 독자적으로 재 어노테이션하여 그 결과를 RefSeq로 공개하고 있다. RefSeq는 NCBI가 제공하는 참조 서열 데이터베이스로, 유전자, 전사체, 단백질 등 다양한 생물학적 분자의 표준 서열 정보를 제공하며, 유전체 연구, 유전자 발현 연구 등에 활용된다.

2. 5. 기타 데이터베이스

NCBI는 1992년부터 GenBank 외에도 다양한 데이터베이스를 제공하고 있다. Gene, 온라인 멘델 유전 유산(OMIM), 분자 모델링 데이터베이스(MMDB), dbSNP (단일 염기 다형성 데이터베이스), dbEST, NCBI Epigenomics 등이 이에 해당한다.^[18] 이러한 데이터베이스는 모두 Entrez 검색 엔진을 통해 온라인으로 이용 가능하다.

Gene: 유전자에 관한 정보를 특징짓고 정리하기 위해 NCBI에서 구현되었다. 유전자 레코드에는 고유한 GeneID가 할당되며, 개정 이력을 추적할 수 있다.
단백질 데이터베이스: NCBI 참조 서열(RefSeq) 프로젝트, GenBank, PDB, UniProtKB/SWISS-Prot 등 다양한 리소스에서 파생된 단백질 서열 정보를 제공한다.
CDD: 단백질 서열 내에서 고도로 보존된 도메인을 특징짓는 서열 프로파일을 포함하며, SMART 및 Pfam과 같은 외부 리소스의 기록도 포함한다.
Protein Clusters 데이터베이스: BLAST로 계산된 서열 간 최대 정렬에 따라 클러스터링된 단백질 서열 세트를 포함한다.

3. 주요 도구

NCBI는 데이터베이스 검색 및 분석을 위한 다양한 도구를 제공한다. 대표적인 도구로는 BLAST와 Entrez가 있다.

3. 1. BLAST

BLAST는 DNA의 뉴클레오타이드 서열 및 단백질의 아미노산 서열과 같은 생물학적 서열 간의 서열 유사성을 계산하는 데 사용되는 알고리즘이다.^[7] BLAST는 동일한 유기체 또는 다른 유기체 내에서 쿼리 서열과 유사한 서열을 찾는 강력한 도구이다. NCBI 데이터베이스 및 서버에서 쿼리 서열을 검색하고 선택한 형식으로 결과를 사용자의 브라우저에 게시한다. BLAST에 대한 입력 서열은 주로 FASTA 또는 GenBank 형식이며 출력은 HTML, XML 형식 및 일반 텍스트와 같은 다양한 형식으로 제공될 수 있다. HTML은 NCBI 웹 페이지의 기본 출력 형식이다. NCBI-BLAST 결과는 찾은 모든 히트, 점수 관련 데이터가 있는 히트에 대한 서열 식별자 테이블, 관심 있는 서열의 정렬 및 이러한 서열에 대한 유사한 BLAST 점수가 포함된 수신된 히트를 그래픽 형식으로 제공한다.^[8]

3. 2. Entrez

NCBI의 Entrez 글로벌 질의 교차 데이터베이스 검색 시스템은 핵산 및 단백질 서열, 단백질 구조, PubMed, 분류, 완전 유전체, OMIM 등과 같은 주요 데이터베이스에 대한 데이터 인덱싱 및 검색 시스템이다.^[9] 1991년에 Entrez의 첫 번째 버전이 배포되었다. 이는 PDB 및 GenBank의 뉴클레오티드 서열, SWISS-PROT의 단백질 서열, 번역된 GenBank, PIR, PRF, PDB, 관련 초록과 PubMed 인용문으로 구성되어 있다. Entrez는 서로 다른 출처와 데이터베이스, 형식을 가진 데이터를 통일적이고 효율적으로 검색할 수 있도록 설계되었다.^[10]

4. NCBI Bookshelf

NCBI Bookshelf^[6]는 무료로 접근하고 내려받을 수 있는 생물의학 도서 온라인 모음이다. Bookshelf는 분자 생물학, 생화학, 세포 생물학, 유전학, 미생물학, 분자 및 세포 관점에서의 질병 상태, 연구 방법 및 바이러스학을 포함한 광범위한 주제를 다룬다. 일부 책은 이전에 출판된 책의 온라인 버전인 반면, ''Coffee Break''와 같은 다른 책들은 NCBI 직원이 직접 집필하고 편집한다. Bookshelf는 Entrez PubMed의 동료 심사를 거친 간행물 초록 저장소를 보완하며, Bookshelf 콘텐츠는 진화하는 연구 분야에 대한 확립된 관점과 보고된 많은 개별 연구를 구성할 수 있는 맥락을 제공한다.^[19]

5. 기타

NCBI는 미국 메릴랜드주 베데스다에 있는 미국 국립보건원(NIH) 캠퍼스 내 리스터힐 센터(Lister Hill Center)에 입주해 있다.

5. 1. 조직

NCBI는 BLAST 염기서열 정렬 프로그램의 저자 중 한 명인 데이비드 립먼(David Lipman)이 이끌었다.^[1] 그는 스티븐 알츠슐 (Stephen Altschul, BLAST 공동 저자), 데이비드 랜즈먼(David Landsman), 유진 쿠닌(Eugene Koonin), 존 윌버(John Wilbur), 테레사 프리티카(Teresa Przytycka), Zhiyong Lu가 이끄는 그룹을 포함한 학내 연구 프로그램도 이끌었다.^[1] 립먼은 2017년 5월에 자리에서 물러났다.^[1]

5. 2. 위치

NCBI는 미국 메릴랜드주 베데스다에 위치한 미국 국립보건원(NIH) 캠퍼스 내 리스터힐 센터(Lister Hill Center)에 입주해 있다.

참조

_[1] 뉴스 The Human Genome Project https://archive.nyti[...]
_[2] 뉴스 Research Institute Posts Gene Data on Internet https://www.nytimes.[...] 1997-06-26
_[3] 웹사이트 Sense from Sequences: Stephen F. Altschul on Bettering BLAST http://www.sciencewa[...]
_[4] 서적 The NCBI Handbook National Center for Biotechnology Information (US) 2007-08-22
_[5] 웹사이트 Home - Taxonomy https://www.ncbi.nlm[...]
_[6] 웹사이트 Home - Books https://www.ncbi.nlm[...] NCBI 2019-06-12
_[7] 간행물 Basic local alignment search tool
_[8] 서적 The NCBI Handbook National Center for Biotechnology Information
_[9] 문서 Database resources of the National Center for Biotechnology Information 2012
_[10] 문서 The NCBI Handbook, 2nd edition, Chapter 15, The Entrez Search and Retrieval System 2002
_[11] 문서 The NCBI Handbook, 2nd edition, Chapter 19, Gene: A Directory of Genes 2005
_[12] 문서 The NCBI Handbook, 2nd edition, NCBI Protein Resources 2013
_[13] 문서 The NCBI Handbook, 2nd edition, NCBI PubChem BioAssay Database 2014
_[14] 뉴스 Research Institute Posts Gene Data on Internet https://www.nytimes.[...] 1997-06-26
_[15] 웹사이트 Sense from Sequences: Stephen F. Altschul on Bettering BLAST https://web.archive.[...] 2019-07-16
_[16] 웹사이트 National Library of Medicine Announces Departure of NCBI Director Dr. David Lipman https://www.nlm.nih.[...] 2017-05-06
_[17] 웹사이트 GenBank: The Nucleotide Sequence Database https://www.ncbi.nlm[...] National Center for Biotechnology Information (US) 2017-05-14
_[18] 웹사이트 Home - Taxonomy - NCBI https://www.ncbi.nlm[...] 2017-10-28
_[19] 웹사이트 Home - Books - NCBI https://www.ncbi.nlm[...] Ncbi.nlm.nih.gov 2019-06-12
_[20] 간행물 Basic local alignment search tool
_[21] 문서 The NCBI handbook, 2nd edition, Chapter 16, The BLAST Sequence Analysis Tool 2002
_[22] 문서 Database resources of the National Center for Biotechnology Information 2012
_[23] 문서 The NCBI handbook, 2nd edition, Chapter 15, The Entrez Search and Retrieval System 2002
_[24] 문서 The NCBI handbook, 2nd edition, Chapter 19, Gene: A Directory of Genes 2005
_[25] 문서 The NCBI handbook, 2nd edition, NCBI Protein Resources 2013
_[26] 문서 The NCBI handbook, 2nd edition, NCBI PubChem BioAssay Database 2014
_[27] 웹인용 NCBI National Center for Biotechnology Information - Our Mission - General Introduction https://www.ncbi.nlm[...] 2017-10-24

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