Gtex MCP Server

🚀 非公式GTExポータルMCPサーバー

GTEx（Genotype-Tissue Expression）ポータルAPIへのアクセスを提供する包括的なモデルコンテキストプロトコル（MCP）サーバーです。このサーバーを通じて、AIアシスタントはGTExプロジェクトのゲノミクスデータを3つのカテゴリに分かれた25の専用ツールを使用してクエリおよび分析することができます。

開発元: Augmented Nature

🚀 クイックスタート

GTExポータルには、約1000人の個人の54の非疾患組織部位からの遺伝子発現および調節データが含まれています。このMCPサーバーは、以下のデータへの構造化されたアクセスを提供します。

• 発現解析：遺伝子発現パターンと組織特異性（7つのツール）
• 関連解析：eQTL/sQTL解析と遺伝的関連性（6つのツール）
• 参照/データセット：遺伝子/変異体の検索とメタデータ（12のツール）

✨ 主な機能

🧬 完全なツールセット（25/25実装済み）

発現解析ツール（7つのツール）

• get_gene_expression - 特定の遺伝子の組織全体の遺伝子発現データを取得
• get_median_gene_expression - 組織全体の遺伝子発現レベルの中央値を取得
• get_top_expressed_genes - 特定の組織で最も発現している遺伝子を取得
• get_tissue_specific_genes - 組織特異的な発現パターンを持つ遺伝子を取得
• get_clustered_expression - 可視化用のクラスター化された遺伝子発現データを取得
• calculate_expression_correlation - 組織全体の遺伝子間のピアソン相関を計算
• get_differential_expression - 組織グループ間の差次的遺伝子発現を取得

関連解析ツール（6つのツール）

• get_eqtl_genes - ゲノム領域のeQTL関連遺伝子を取得
• get_single_tissue_eqtls - 遺伝子の単一組織eQTL結果を取得
• calculate_dynamic_eqtl - 組織全体の動的eQTL効果を計算
• get_multi_tissue_eqtls - 多組織eQTLメタ分析結果を取得
• get_sqtl_results - 遺伝子のスプライシングQTL（sQTL）結果を取得
• analyze_ld_structure - 変異体周辺の連鎖不平衡構造を分析

参照/データセットツール（12のツール）

• search_genes - シンボル、名前、または説明で遺伝子を検索
• get_gene_info - 特定の遺伝子の詳細情報を取得
• get_variants - ゲノム領域の遺伝的変異体を取得
• get_tissue_info - GTEx組織とサンプル数に関する情報を取得
• get_sample_info - GTExサンプルのメタデータと人口統計情報を取得
• get_subject_phenotypes - 被験者の表現型データと人口統計情報を取得
• validate_gene_id - 遺伝子識別子を検証および正規化
• validate_variant_id - 変異体識別子とゲノム座標を検証
• get_dataset_info - 利用可能なGTExデータセットに関する情報を取得
• search_transcripts - 遺伝子転写産物とアイソフォームを検索
• get_gene_ontology - 遺伝子のGene Ontology注釈を取得
• convert_coordinates - ゲノム座標系（hg19/hg38）間の変換

📦 インストール

1. サーバーファイルをクローンまたはダウンロードします。
2. 依存関係をインストールします。

cd gtex-server
npm install

3. サーバーをビルドします。

npm run build

💻 使用例

サーバーの起動

テスト用にサーバーを起動します。

npm run dev

開発用にMCPインスペクターを使用します。

npm run inspector

Claude Desktopとの統合

Claude Desktopの設定ファイルにサーバーを追加します。

macOSの場合：~/Library/Application Support/Claude/claude_desktop_config.json

Windowsの場合：%APPDATA%/Claude/claude_desktop_config.json

{
  "mcpServers": {
    "gtex-server": {
      "command": "node",
      "args": ["/path/to/gtex-server/build/index.js"]
    }
  }
}

/path/to/gtex-serverをサーバーの実際のインストールパスに置き換えてください。

基本的な使用法

# 遺伝子の検索
Search for genes related to "BRCA1" or "insulin signaling"

# 遺伝子発現解析
Get median gene expression for ENSG00000012048.20 (BRCA1) across all tissues

# 組織特異的解析
Find tissue-specific genes in Brain_Cortex and compare with Muscle_Skeletal

# eQTL解析
Find genes with eQTL associations in genomic region chr17:43000000-43200000

# 発現相関解析
Calculate expression correlation between BRCA1 and BRCA2 across tissues

# 座標変換
Convert genomic coordinates from hg38 to hg19: chr1:1500000

📚 ドキュメント

🔬 科学的な応用

このサーバーは、以下を含む包括的なゲノミクス研究を可能にします。

• 組織発現プロファイリング：組織特異的または組織に富む発現を持つ遺伝子を特定
• 共発現解析：相関する発現パターンを持つ遺伝子を見つける
• eQTLマッピング：発現量的形質遺伝子座と調節変異体を発見
• 比較ゲノミクス：異なる組織タイプ間の発現を比較
• 機能注釈：Gene Ontologyを介して遺伝子を生物学的プロセスに関連付ける
• 変異体解析：遺伝的変異とその遺伝子発現への影響を調査

🗄️ APIデータソース

このサーバーはGTExポータルAPI v2に接続します。

• ベースURL：https://gtexportal.org/api/v2/
• ドキュメント：https://gtexportal.org/api/v2/redoc
• データ：GTEx v8データセット（54の組織からの15,201のRNA-Seqサンプル、948人のドナー）
• ゲノムビルド：GRCh38/hg38

📋 データタイプと形式

遺伝子識別子

• GENCODE ID：例：ENSG00000012048.20（BRCA1）
• 遺伝子シンボル：例：BRCA1、TP53、INSR

組織識別子

• 組織部位詳細ID：例：Muscle_Skeletal、Brain_Cortex、Heart_Left_Ventricle
• 利用可能な54の組織をすべて表示するには、get_tissue_infoツールを使用します。

ゲノム座標

• 染色体：例：chr17、chrX、chrY
• 位置：1を基点とするゲノム座標
• ゲノムビルド：GRCh38/hg38（hg19への変換も可能）

発現値

• 単位：TPM（Transcripts Per Million）
• 統計量：サンプル全体の平均、中央値、標準偏差
• 検出：検出可能な発現を持つサンプルの割合

⚡ パフォーマンスと信頼性

• エラーハンドリング：包括的な検証とエラー回復
• レート制限：APIレート制限の自動処理
• タイムアウト：30秒のタイムアウトとリトライロジック
• キャッシュ：応答時間を改善するためのインテリジェントキャッシュ
• ページネーション：大規模な結果セットの自動処理
• 検証：入力パラメータの検証と正規化

🛠️ 開発

プロジェクト構造

gtex-server/
├── src/
│   ├── index.ts                      # ツール登録を含むメインMCPサーバー
│   ├── types/gtex-types.ts          # 完全なTypeScript型定義
│   ├── utils/api-client.ts          # 包括的なメソッドを持つGTEx APIクライアント
│   └── handlers/
│       ├── expression-handlers.ts    # 7つの発現解析ツール
│       ├── association-handlers.ts   # 6つのeQTL/sQTL解析ツール
│       └── reference-handlers.ts     # 12の参照/検索ツール
├── build/                           # コンパイルされたJavaScript出力
├── test-complete-server.js         # 包括的なテストスクリプト
├── package.json                     # 依存関係とビルドスクリプト
└── tsconfig.json                    # TypeScript設定

開発コマンド

# プロジェクトをビルドする
npm run build

# 自動リロードで開発モードで実行する
npm run dev

# 開発中に変更を監視する
npm run watch

# 25のツールすべてをテストする
node test-complete-server.js

技術的な実装

• 言語：ESモジュールを使用したTypeScript
• フレームワーク：Model Context Protocol SDK v0.6.0
• アーキテクチャ：個別のハンドラークラスを持つモジュール式設計
• APIクライアント：包括的なエラーハンドリングを持つAxios
• データ処理：統計解析とデータフォーマット
• 型安全性：すべてのGTEx API応答の完全な型定義

📚 参考文献

• GTExポータル - 主要なGTExデータポータル
• GTEx APIドキュメント - 完全なAPIリファレンス
• モデルコンテキストプロトコル - MCP仕様
• GTExコンソーシアムの論文 - 主要な出版物
• GTEx分析方法 - 統計的方法

🎯 ステータス: 本番環境での使用可能

✅ 25のツールすべてが実装され、テスト済み
✅ 完全なTypeScript実装
✅ 包括的なエラーハンドリング
✅ ライブGTExポータルAPIとの統合
✅ MCP 1.0準拠
✅ ゲノミクス研究に対応

📄 ライセンス

MITライセンス - 研究および商用アプリケーションでの使用、変更、および配布が自由に行えます。

このサーバーは、GTExポータルの豊富なゲノミクスデータベースとモデルコンテキストプロトコルを橋渡しし、AIアシスタントを通じた強力なゲノミクス分析を可能にします。