The laboratory mouse shares the majority of its protein-coding genes with humans, making it the premier model organism in biomedical research, yet the two mammals differ in significant ways. To gain greater insights into both shared and species-specific transcriptional and cellular regulatory programs in the mouse, the Mouse ENCODE Consortium has mapped transcription, DNase I hypersensitivity, transcription factor binding, chromatin modifications and replication domains throughout the mouse genome in diverse cell and tissue types. By comparing with the human genome, we not only confirm substantial conservation in the newly annotated potential functional sequences, but also find a large degree of divergence of sequences involved in transcriptional regulation, chromatin state and higher order chromatin organization. Our results illuminate the wide range of evolutionary forces acting on genes and their regulatory regions, and provide a general resource for research into mammalian biology and mechanisms of human diseases.

Ensembl (http://www.ensembl.org) creates tools and data resources to facilitate genomic analysis in chordate species with an emphasis on human, major vertebrate model organisms and farm animals. Over the past year we have increased the number of species that we support to 77 and expanded our genome browser with a new scrollable overview and improved variation and phenotype views. We also report updates to our core datasets and improvements to our gene homology relationships from the addition of new species. Our REST service has been extended with additional support for comparative genomics and ontology information. Finally, we provide updated information about our methods for data access and resources for user training.

The comparison of related genomes has emerged as a powerful lens for genome interpretation. Here we report the sequencing and comparative analysis of 29 eutherian genomes. We confirm that at least 5.5% of the human genome has undergone purifying selection, and locate constrained elements covering ∼4.2% of the genome. We use evolutionary signatures and comparisons with experimental data sets to suggest candidate functions for ∼60% of constrained bases. These elements reveal a small number of new coding exons, candidate stop codon readthrough events and over 10,000 regions of overlapping synonymous constraint within protein-coding exons. We find 220 candidate RNA structural families, and nearly a million elements overlapping potential promoter, enhancer and insulator regions. We report specific amino acid residues that have undergone positive selection, 280,000 non-coding elements exapted from mobile elements and more than 1,000 primate- and human-accelerated elements. Overlap with disease-associated variants indicates that our findings will be relevant for studies of human biology, health and disease. This comparative genomics study, comparing the complete human genome sequence with those of 29 placental mammals, including chimpanzees, mice and dogs, identifies 4.2% of the human genome as constrained by evolutionary selection, and ascribes a potential function to about 60% of these constrained bases. A series of evolutionary signatures emerges, providing insights into coding and non-coding functional genomic elements, candidate RNA structural families and aspects of genome organization and evolution. Overlap with disease-associated variants indicates that the findings will be relevant for studies of human disease.

Ensembl (http://www.ensembl.org) is a genomic interpretation system providing the most up-to-date annotations, querying tools and access methods for chordates and key model organisms. This year we released updated annotation (gene models, comparative genomics, regulatory regions and variation) on the new human assembly, GRCh38, although we continue to support researchers using the GRCh37.p13 assembly through a dedicated site (http://grch37.ensembl.org). Our Regulatory Build has been revamped to identify regulatory regions of interest and to efficiently highlight their activity across disparate epigenetic data sets. A number of new interfaces allow users to perform large-scale comparisons of their data against our annotations. The REST server (http://rest.ensembl.org), which allows programs written in any language to query our databases, has moved to a full service alongside our upgraded website tools. Our online Variant Effect Predictor tool has been updated to process more variants and calculate summary statistics. Lastly, the WiggleTools package enables users to summarize large collections of data sets and view them as single tracks in Ensembl. The Ensembl code base itself is more accessible: it is now hosted on our GitHub organization page (https://github.com/Ensembl) under an Apache 2.0 open source license.

The Ensembl project (http://www.ensembl.org) provides genome information for sequenced chordate genomes with a particular focus on human, mouse, zebrafish and rat. Our resources include evidenced-based gene sets for all supported species; large-scale whole genome multiple species alignments across vertebrates and clade-specific alignments for eutherian mammals, primates, birds and fish; variation data resources for 17 species and regulation annotations based on ENCODE and other data sets. Ensembl data are accessible through the genome browser at http://www.ensembl.org and through other tools and programmatic interfaces.

The Ensembl project (http://www.ensembl.org) provides genome resources for chordate genomes with a particular focus on human genome data as well as data for key model organisms such as mouse, rat and zebrafish. Five additional species were added in the last year including gibbon (Nomascus leucogenys) and Tasmanian devil (Sarcophilus harrisii) bringing the total number of supported species to 61 as of Ensembl release 64 (September 2011). Of these, 55 species appear on the main Ensembl website and six species are provided on the Ensembl preview site (Pre!Ensembl; http://pre.ensembl.org) with preliminary support. The past year has also seen improvements across the project.

Gorillas are humans’ closest living relatives after chimpanzees, and are of comparable importance for the study of human origins and evolution. Here we present the assembly and analysis of a genome sequence for the western lowland gorilla, and compare the whole genomes of all extant great ape genera. We propose a synthesis of genetic and fossil evidence consistent with placing the human–chimpanzee and human–chimpanzee–gorilla speciation events at approximately 6 and 10 million years ago. In 30% of the genome, gorilla is closer to human or chimpanzee than the latter are to each other; this is rarer around coding genes, indicating pervasive selection throughout great ape evolution, and has functional consequences in gene expression. A comparison of protein coding genes reveals approximately 500 genes showing accelerated evolution on each of the gorilla, human and chimpanzee lineages, and evidence for parallel acceleration, particularly of genes involved in hearing. We also compare the western and eastern gorilla species, estimating an average sequence divergence time 1.75 million years ago, but with evidence for more recent genetic exchange and a population bottleneck in the eastern species. The use of the genome sequence in these and future analyses will promote a deeper understanding of great ape biology and evolution. The genome of a western lowland gorilla has been sequenced and analysed, completing the genome sequences of all great ape genera, and providing evidence for parallel accelerated evolution in chimpanzee, gorilla and human lineages at a number of loci. The genome of the gorilla has been sequenced, making it possible to compare the DNA of the four surviving hominid genera: human, chimpanzee, gorilla and orang-utan. The data — mainly from a female western lowland gorilla named Kamilah, but also from other gorillas representing both the western lowland and eastern lowland sub-species — imply that in almost one-third of its genome, the gorilla is closer to the human or chimpanzee than the human and chimp are to each other. Around 500 genes show accelerated evolution in gorilla, human and chimpanzee lineages, and there is evidence for parallel acceleration, particularly in genes associated with hearing. On the basis of genetic and fossil evidence, the authors suggest that the human–chimpanzee and human–chimpanzee–gorilla speciation events occurred at around 6 million and 10 million years ago respectively, whereas the two gorilla species diverged around 1.75 million years ago.

The Ensembl project (http://www.ensembl.org) is a comprehensive genome information system featuring an integrated set of genome annotation, databases, and other information for chordate, selected model organism and disease vector genomes. As of release 51 (November 2008), Ensembl fully supports 45 species, and three additional species have preliminary support. New species in the past year include orangutan and six additional low coverage mammalian genomes. Major additions and improvements to Ensembl since our previous report include a major redesign of our website; generation of multiple genome alignments and ancestral sequences using the new Enredo-Pecan-Ortheus pipeline and development of our software infrastructure, particularly to support the Ensembl Genomes project (http://www.ensemblgenomes.org/).

The Ensembl (http://www.ensembl.org/) project provides a comprehensive and integrated source of annotation of chordate genome sequences. Over the past year the number of genomes available from Ensembl has increased from 15 to 33, with the addition of sites for the mammalian genomes of elephant, rabbit, armadillo, tenrec, platypus, pig, cat, bush baby, common shrew, microbat and european hedgehog; the fish genomes of stickleback and medaka and the second example of the genomes of the sea squirt (Ciona savignyi) and the mosquito (Aedes aegypti). Some of the major features added during the year include the first complete gene sets for genomes with low-sequence coverage, the introduction of new strain variation data and the introduction of new orthology/paralog annotations based on gene trees.

The Ensembl project ( http://www.ensembl.org ) seeks to enable genomic science by providing high quality, integrated annotation on chordate and selected eukaryotic genomes within a consistent and accessible infrastructure. All supported species include comprehensive, evidence-based gene annotations and a selected set of genomes includes additional data focused on variation, comparative, evolutionary, functional and regulatory annotation. The most advanced resources are provided for key species including human, mouse, rat and zebrafish reflecting the popularity and importance of these species in biomedical research. As of Ensembl release 59 (August 2010), 56 species are supported of which 5 have been added in the past year. Since our previous report, we have substantially improved the presentation and integration of both data of disease relevance and the regulatory state of different cell types.