1-تعيين الملفات فستق
ملاحظة: ديبن البرمجيات، فضلا عن العديد من البرامج المعلوماتية الحيوية استخدام بيانات تسلسل الحمض النووي حيث تم تعيين تسلسل كل قراءة لموقفها في مرجع الحمض النووي. يمكن استخدام مجموعة متنوعة من برامج رسم الخرائط لهذا بما في ذلك واجهة MAPster هنا أن يستخدم البرنامج HISTAT2 لإنتاج.sam الملفات المستخدمة في الخطوات اللاحقة.
- تعيين تسلسل البيانات إلى الإصدار الصحيح من الجينوم. لمكتبات Y2H المنشأ الماوس، استخدام الجينوم mm10 التسخن؛ لأولئك الذين يستخدمون الجينات البشرية، استخدام الجينوم مرجع hg38 التسخن، للجينات Saccharomyces cerevisiae ، استخدام الجينوم مرجع التسخن SacCer3.
-
تثبيت MAPster.
- تحميل برنامج MAPster وتثبيتها. البرمجيات ويمكن الاطلاع على استخدام مستعرض ويب في التالي: https://github.com/emptyewer/MAPster/releases. HISAT2 يعمل على الأنظمة المستندة إلى Unix مثل Apple Macintosh. وبسبب هذا، سيتم تشغيل البرنامج MAPster فقط على أنظمة متوافقة مثل "أبل ماكنتوش" ولينكس.
ملاحظة: متطلبات النظام لبرنامج "أبل ماك": ماك + 10، 10، > 4 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي، > 500 غيغابايت من مساحة القرص، والوصول إلى الإنترنت لتنزيل جينومات مرجع. قد يحتاج المستخدمون إلى التشاور مع مؤسسي ذلك الشخص إذا كان مشروعهم بروتوكولات الأمان تقييد حقوق وأذونات مسؤول.
-
أدخل الملفات المطلوبة والمعلمات من خلال علامة التبويب "الرئيسية" (الشكل 1). حدد الزر "بيرويس" مناسبة لإدخال الملفات أما أزواج أو مزاوج مع فستق كتنسيق الملف الافتراضي.
- لتحليل ديبن، تشغيل الخيار "بايرويسي" إلى "إيقاف تشغيل" لتشغيل تنسيق قراءة واحدة.
- تحميل ملفات إلى MAPster ببساطة عن طريق السحب والإفلات في الإطار المناسب.
- حدد مرجع مصدر الحمض النووي/الجينوم الذي يتوافق مع مصدر إدراج مكتبة فريسة Y2H. جينومات المفهرسة من عدة نموذج الكائنات يتم سردها في مربع "الجينوم" ويمكن تحميلها تلقائياً من مركز جامعة جونز هوبكنز "علم الأحياء الحسابي". سيتم تخزين مرجع جينومات محلياً لاستخدامها في وقت لاحق.
- الإشارة إلى العدد عمليات الكمبيوتر أن تكون مكرسة لبرنامج رسم الخرائط تحت خانة "المواضيع"، منذ HISAT2 يدعم متعدد خيوط. سيتم البحث في الكمبيوتر mAPster وتشير إلى الحد الأقصى لعدد المعالجات المتوفرة بشكل افتراضي.
- تحديد اسم ملف إخراج. سيتم استخدام اسم الملف هذا في جميع مراحل عملية ديبن حيث يوصي باسم قصيرة بعد وصفي بدون مسافة أو أحرف خاصة. تحديد مجلد لإخراج الملفات المعينة باستخدام الزر "فتح دليل الإخراج".
- مرة واحدة وقد تم اختيار الملفات المناسبة والمعلمات، إضافة وظيفة التعيين لوظائف قائمة الانتظار باستخدام الزر "إضافة إلى قائمة انتظار". يمكن حذف أسماء الملفات في الإطار الرئيسي واستبدالها بملفات مطابقة لنموذج جديد ويمكن إضافتها إلى قائمة الانتظار بعد توفير اسم ملف إخراج المطابق.
- انقر فوق الزر "تشغيل قائمة انتظار" حالما يتم إدخال كافة مهام في قائمة انتظار العمل.
ملاحظة: بمجرد وظيفة رسم خرائط قد وضعت في قائمة الانتظار، تحديد تلك الوظيفة يسبب إعدادات المعلمة التي سيتم عرضها في نافذة "معلمات الوظيفة" وبيان سطر الأوامر مع كافة الوسائط ليتم عرضها في إطار "الأوامر الوظيفة". وتشمل خيارات الإخراج توجيه سواء للحفاظ على ما يلي: أن تفشل لمحاذاة، وتحديد عدد التحالفات الأولية المسموح بها لكل عملية قراءة. ملف الإخراج الافتراضي من MAPster في شكل سام (مثل ملف '.sam'). سوف يحتوي على كافة على ما يلي تسلسل من ملفات فستق المحدد لهذه العينة بما في ذلك تلك التي كانت (تعيين) ولم تكن (غير معينة) المعينة بنجاح إلى جيوم المحدد.
2-بيوينفورماتيك معالجة استخدام البرمجيات ديبن
ملاحظة: البرنامج ديبن حاليا تجميع لاستخدامها مع مكتبات فريسة تحتوي على تسلسلات كدنا الماوس، تسلسل كدنا البشرية، أو تسلسل الحمض النووي الجينومي S. cerevisiae . يقبل بتنسيق ملف قياسي.sam ديبن ويمكن قبول ملف سام (.sam) يحتوي على قراءات كل المعينة وغير المعينة أو ملفات منفصلة لكل من يقرأ المعينة وغير المعينة.
- تحميل البرمجيات ديبن وتثبيته. البرمجيات ويمكن الاطلاع على استخدام مستعرض ويب في التالي: https://github.com/emptyewer/DEEPN/releases. حدد الإصدار الذي يطابق منصة الحوسبة والتحميل. لتثبيت، افتح حزمة التثبيت التي تم تنزيلها.
ملاحظة: تتوفر إصدارات ديبن للكمبيوتر، وماك، لينكس سيسريمس. ينبغي أن يكون لأنظمة ماك والكمبيوتر > 500 غيغابايت من مساحة القرص الثابت و > 4 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي.
-
قم بفتح البرنامج ديبن. من الإطار الرئيسي (الشكل 2) حدد معلومات مكتبة فريسة المقابلة من مربع التحديد أعلى. حدد مجلد حيث يمكن الذهاب الملفات التي تمت معالجتها عن طريق النقر فوق الزر "مجلد العمل" التنقل إلى المجلد/الدليل. يمكن للمرء إنشاء مجلد/دليل جديد إذا لزم الأمر. ديبن حالما يتم تحديد مجلد "العمل"، سيتم إنشاء ثلاثة مجلدات فرعية بعنوان unmapped_sam_files، و mapped_sam_files، و sam_files.
- إذا كان استخدام ملفات.sam التي تحتوي على ما يلي كل المعينة وغير المعينة مثل تلك المنتجة مع الإعدادات الافتراضية للبرنامج MAPster، وضعها في المجلد 'sam_files'. وأﻻ وضع ملفات.sam في unmapped_sam_files و mapped_sam_files وفقا لذلك.
- بدء المعالجة بواسطة النقر فوق الزر "الجينات Count + مفرق تجعل".
ملاحظة: سوف تبدأ التجهيز مع الوحدة النمطية عدد الجينات التي سوف تستخدم خرائط مواقع لعد عدد القراءات تقابل كل الجينات. سوف ثم استخراج جعل تقاطع تقاطع تسلسل (تسلسل التي تنصهر فيها مباشرة المتلقين للمعلومات من المجال Gal4-تفعيل) من على ما يلي والتعرف عليها باستخدام خوارزمية الانفجار. سيقوم هذا بإنشاء مجموعة كاملة من المجلدات المصورة في الشكل 3. تجهيز الوقت يعتمد على حجم وعدد من ملفات البيانات تسلسل وسرعة المعالجة للكمبيوتر المستخدم. يقرأ مرات نموذجي تتراوح بين 12 – 30 ح مجموعة من البيانات تجريبية من 250 مليون. يمكن أن تبدأ إجراء عدد الجينات وإجراء Junction_Make على حدة بواسطة النقر فوق الزر "Count الجينات" أو الزر "مفترق طرق تجعل".
-
تنزيل وتثبيت Stat_Maker (https://github.com/emptyewer/DEEPN/releases). وهذا تحليل الإحصائي حزمة مصممة لمجموعات البيانات ديبن الذي يعمل حاليا فقط على أنظمة Unix ماك.
- افتح Stat_Maker ثم انقر فوق الزر "التحقق من تثبيت" (الشكل 4). إذا كان قيد التشغيل لأول مرة، Stat_Maker سيتم تلقائياً تثبيت البحث والتطوير، والنتوءات، وبيوكوندوكتور عن طريق سحب هذه الموارد من الإنترنت. حالما يتم الكشف عن البحث والتطوير، والنتوءات، وبيوكوندوكتور، وسوف تصبح نشطة Stat_Maker وإتاحة المزيد من إدخال المستخدم.
- انقر فوق الزر "اختيار مجلد" للانتقال إلى مجلد العمل التي تتم معالجتها ديبن. سوف العثور على Stat_Maker وقائمة الملفات للتحليل الإحصائي في النافذة تلقائياً.
- سحب وإسقاط الملفات المناسبة من إطار قائمة الملف أعلاه في windows الملف أدناه لكل مجموعة بيانات متجهة، والطعم وكل شروط النمو: غير المحددة (وسائل الإعلام له +) وتحديدها (وسائل الإعلام له-). الأهم من ذلك، يتطلب Stat_Maker مجموعات البيانات المكررة لإفراغ ناقلات وحدها، نموذجين للسكان غير المحددة ونموذجين لتحديد. وهذا يعطي تقديراً للتنوع داخل هذه التجربة.
- انقر فوق الزر "تشغيل". اعتماداً على سرعة الكمبيوتر، سوف تأخذ العملية الحسابية بين 5 – 15 دقيقة.
- استعراض النتائج من إخراج Stat_Maker، التي يتم وضعها في مجلد فرعي جديد ضمن المجلد العمل الرئيسي المسمى "Stat_Maker النتائج".
ملاحظة: يتم العثور على النتائج في ملف csv (قيم مفصولة بفواصل) التي يمكن فتحها في برامج جداول البيانات. Stat_Maker وسوف رتبة يضرب الجينات التي من المحتمل أن الأثران إثراء عند التحديد مع الطعم للفائدة على اختطارها بتيف فارغة (الشكل 5). كما جدولت هو النسبة المئوية لما يلي لكل مجموعة من البيانات حيث توجد إدراج الجينات المنبع، المصب، أو داخل الإطار القراءة المفتوحة، وما إذا كان الجين موجود أيضا داخل الإطار الصحيح القراءة متعدية الجنسيات. في كثير من الأحيان، وسوف التقاط ديبن تفاعلات Y2H قوية الطعم مع أجزاء من كدنا معينة التي هي خارج الإطار القراءة السليمة للبروتين المقابل أو لجزء من كدنا أن المتلقين للمعلومات من إطاره القراءة المفتوحة المقابلة. المسح الضوئي الناتج الإجمالي من Stat_Maker يبسط كشف والقضاء على هذه الزيارات غير ذي صلة.
-
لاستعراض البيانات الموجودة على كل المرشحين المحتملين، افتح البرنامج ديبن، حدد المعلومات مكتبة فريسة المقابلة ومن ثم مجلد العمل الصحيح باستخدام المجلد "العمل".
- انقر فوق الزر "استعلام الانفجار". وهذا يحمل نافذة جديدة (الشكل 6). في مربع النص العلوي، اكتب اسم الجينات أو رقم NM بنك الجينات لتحديد الجينات المرشحة للفائدة. وتناظر هذه الأسماء الجينات الأسماء المسرودة في ملف الإخراج ستاتماكير. أدخل نوع أو العودة، الذي يبدأ استرجاع الجينات للفائدة.
- حدد مجموعات البيانات التي سيتم استخدامها لتحليل استخدام القوائم "تحديد مجموعة البيانات". بشكل عام، هذه تشمل ناقلات فقط والطعم عينات نمت تحت ظروف غير انتقائية ونمت تحت شروط اختيار العينة الطعم. في البداية، مجموعات البيانات سوف يستغرق بضع لحظات لتحميل، ومع ذلك، سوف تذهب استعلام اللاحقة من نفس مجموعات البيانات مع جينات مختلفة سريعاً. سيتم عرض Blast_Query نقاط الانصهار على طول التسلسل من الفائدة وكيف وفيرة كل نقطة الانصهار. يمكن عرض هذا في تنسيق جدول باستخدام علامة التبويب "نتائج" أو تنسيق رسومي باستخدام علامة التبويب "مؤامرة" على حد سواء. هذه النتائج يمكن تصديرها إلى ملف.csv عن طريق النقر فوق الزر "حفظ.csv" في الجزء العلوي الأيمن.
3-تحقق مرشحين حددها ديبن
ملاحظة: هو الغرض من ديبن و Stat_Maker لتحديد الجينات المرشحة التي تعطي Y2H تفاعل إيجابي. التحقق من هذه التفاعلات Y2H يمكن أن يكون القيام به باستخدام تنسيق Y2H ثنائي تقليدية استخدام بلازميد الطعم لمصلحة يقترن بلازميد المجال 'فريسة' Gal4-تفعيل فارغة، فضلا عن يقترن بلازميد فريسة تحمل جزء الجينات/كدنا على الاهتمام. ليس ممكناً لعزل بلازميد الفعلية من الاهتمام داخل الخليط من الحمض النووي المعزولة من الخميرة السكان يتعرضون لانتقاء Y2H. ومع ذلك، أحد يمكن حسابياً إعمار ما الجزء الجينات/كدنا أن ينتج التفاعل Y2H تصميم كبسولة تفجير ل 5 '3' ينتهي هذا الجزء وتضخيم هذا الجزء من الحمض النووي معزولة عن السكان الخميرة. يصف هذا القسم كيفية البحث عن نهاية الجزء فريسة المرشح 5 'و 3'.
- فتح برنامج ديبن واختيار المعلمات "تحديد معلمة" ومجلد العمل "تحديد العمل مجلد" المقابلة للمشروع. بدء تشغيل الوحدة النمطية Blast_Query بواسطة النقر فوق الزر "استعلام الانفجار".
-
اكتب اسم الجينات من الفائدة أو في بنك الجينات "نيوتن متر" رقم في مربع النص العلوي. حدد من القائمة المنسدلة مجموعة البيانات الذي يتوافق مع السكان الخميرة المحدد للطعم من الفائدة لاسترداد جدول تقاطع المواقف تحت علامة التبويب 'النتائج'. بشكل افتراضي، سيتم ترتيب Blast_Query المواقف المختلفة وفقا لما وفرة في dataset، كمياً بجزء في المليون من إجمالي عدد الوصلات الموجودة داخل قاعدة البيانات.
- البحث عن موقف الأكثر وفرة بأن "في ارف" و "في إطار". القيمة لموقف يتوافق مع موقف النوكليوتيدات من الجينات مع تسلسل مرجع نكبي (عدد 'شمال البحر الأبيض المتوسط') الموجودة في مربع النص العلوي. هذا التسلسل يمكن استردادها من بنك الجينات (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/) أو نسخها من مربع النص السفلي في إطار Blast_Query.
ملاحظة: يمكن العثور على مثال في الشكل 6، الفريق الأوسط. في dataset مركز، تظهر 'النتائج' كمفترق الطرق الأكثر وفرة: 'موقف': 867؛ '#Junctions': 20033.821؛ الاستعلام 'ابدأ'، 1؛ الأقراص المدمجة: في ارف؛ و 'الإطار': في الإطار. النوكليوتيدات 867 التسلسل المرجعي نكبي بنك الجينات NM_019648 هو بداية الجزء الفريسة.
- إذا كان "بدء الاستعلام" هو 1، تصميم 5 ' نهاية التمهيدي تشمل النوكليوتيدات المقابلة لرقم الموضع وتمديد النيوكليوتيدات 25 في اتجاه مجرى النهر من هذا الموقف (الشكل 7). إذا كان "بدء تشغيل الاستعلام" أكثر من 1، تشير إلى أن هناك النيوكليوتيدات إضافي بين المجال التفعيل Gal4 وتسلسل فريسة للفائدة والتمهيدي أن تبدأ زيادة المصب وفقا لقيمة "بدء تشغيل الاستعلام".
- من إطار ديبن انقر فوق الزر "قراءة العمق" تحت "تحليل البيانات". بمجرد فتح النافذة "عمق القراءة"، اكتب نكبي مرجع تسلسل (NM) عدد الجينات اسم أو في مربع النص العلوي. استخدم القائمة المنسدلة لتحديد مجموعة البيانات ذات الصلة الذي يحتوي على الجين المخصب للفائدة. استخدام الجدول على اليسار وعرض الرسومات على الحق في تحديد عدد القراءات عثر في البيانات التي تتوافق مع الجينات للفائدة (الشكل 7ب).
- تصميم تمهيدي نهاية 3 'التي سيتم التقاط تسلسل جزء الجينات على حسابها"عمق القراءة". إذا كانت كثرة القراءات ويتجاوز ORF ووقف كودون، تصميم التمهيدي بحيث يشمل كودون التوقف ومنطقة فقط المنبع كودون التوقف. إذا تسلسل للجينات لا تمتد إلى الماضي كودون التوقف، استخدم "الجدول نتائج" للبحث عن منطقة 3 'الأكثر بعدا التي يمكن الكشف عنها واستخدام هذا الموقف أبعد 3' موقف لوضع الدليل التمهيدي.
ملاحظة: البرنامج "عمق القراءة" بفحص في الفواصل الزمنية لإيجاد تسلسل التي تطابق الجينات/كدنا المحدد للفائدة. ويساعد هذا التنبؤ حيث 5 'و 3' نهاية الجزء الأكثر وفرة فريسة لذلك الجين في العينة. التقلبات في عمق القراءة على طول التسلسل العادي، كما يتبين في الشكل 7. إذا كان من الواضح أن عمق قراءة الماضي كودون التوقف، تشير إلى أن تتجاوز الجزء فريسة كودون التوقف وهكذا ببساطة على التمهيدي 3 ' يمكن أن تتوافق مع المنطقة المحيطة كودون التوقف.
-
أداء فعل PCR 50 ميليلتر للجينات. كل رد يحتوي على 25 بمول لكل إلى الأمام وعكس التمهيدي مطابقة بلازميد فريسة-مكتبة (انظر الجدول للمواد). تحتوي أيضا على ردود الفعل 25 ميليلتر من x PCR عالية الدقة 2 ميكس ماجستير، 5 ميكروغرام من عينات الحمض النووي، والمياه تصل إلى 50 ميليلتر.
- تضخيم ردود الفعل لدورات 25 مع تمديد أوقات 3 دقيقة في 72 درجة مئوية، الصلب درجة حرارة 55 درجة مئوية لمدة 30 ق، ويشوه عند 98 درجة مئوية لمدة 10 س يسبق ركوب الدراجات التي تمسخ s 30 عند 98 درجة مئوية واتبع مع حضانة 5 دقيقة عند 72 درجة مئوية.