Name: شرح وظيفة الجينات النباتية عن طريق الجينوم المشترك، الايض والمعلوماتية (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-06-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: اكتشف وظائف الجينات النباتية الجديدة باستخدام تحليل الملفات الأيضية وتحليل التعبير المشترك. تساعد هذه الطريقة الباحثين على تحديد الجينات الرئيسية في المسارات الأيضية بكفاءة.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

نشكر الأستاذ كازوكي سايتو في PSC بتبريد والدكتور بيورن Usadel في MPIMP لإجراء مناقشات مفيدة. ويدعم TT بواسطة زمالة من مؤسسة الكسندر فون همبولت.

<ol><li>Aharoni, A., Keizer, L. C. P., Bouwmeester, H. J., Sun, Z. K., Alvarez-Huerta, M., Verhoeven, H. A., Blaas, J., van Houwelingen, A., De Vos, R. C. H., van der Voet, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SAAT+gene+involved+in+strawberry+flavor+biogenesis+by+use+of+DNA+microarrays%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">SAAT gene involved in strawberry flavor biogenesis by use of DNA microarrays.</a> Plant Cell. 12, 647-661 (2000).</li>
<li>Akiyama, K., Chikayama, E., Yuasa, H., Shimada, Y., Tohge, T., Shinozaki, K., Hirai, M. Y., Sakurai, T., Kikuchi, J., Saito, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PRIMe%3A+a+Web+site+that+assembles+tools+for+metabolomics+and+transcriptomics%5BTitle%5D)+AND+%22In+Silico+Biol%22%5BJournal%5D)">PRIMe: a Web site that assembles tools for metabolomics and transcriptomics.</a> In Silico Biol. 8, 339-345 (2008).</li>
<li>Araujo, W. L., Ishizaki, K., Nunes-Nesi, A., Larson, T. R., Tohge, T., Krahnert, I., Witt, S., Obata, T., Schauer, N., Graham, I. A., Leaver, C. J., Fernie, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+the+2-Hydroxyglutarate+and+Isovaleryl-CoA+Dehydrogenases+as+Alternative+Electron+Donors+Linking+Lysine+Catabolism+to+the+Electron+Transport+Chain+of+Arabidopsis+Mitochondria%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Identification of the 2-Hydroxyglutarate and Isovaleryl-CoA Dehydrogenases as Alternative Electron Donors Linking Lysine Catabolism to the Electron Transport Chain of Arabidopsis Mitochondria.</a> Plant Cell. 22, 1549-1563 (2010).</li>
<li>De Vos, R. C. H., Moco, S., Lommen, A., Keurentjes, J. J. B., Bino, R. J., Hall, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Untargeted+large-scale+plant+metabolomics+using+liquid+chromatography+coupled+to+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Untargeted large-scale plant metabolomics using liquid chromatography coupled to mass spectrometry.</a> Nat. Protoc. 2, (2007).</li>
<li>Hirai, M. Y., Sugiyama, K., Sawada, Y., Tohge, T., Obayashi, T., Suzuki, A., Araki, R., Sakurai, N., Suzuki, H., Aoki, K., Goda, H., Nishizawa, O. I., Shibata, D., Saito, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Omics-based+identification+of+Arabidopsis+Myb+transcription+factors+regulating+aliphatic+glucosinolate+biosynthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Omics-based identification of Arabidopsis Myb transcription factors regulating aliphatic glucosinolate biosynthesis.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104, 6478-6483 (2007).</li>
<li>Mutwil, M., Klie, S., Tohge, T., Giorgi, F. M., Wilkins, O., Campbell, M. M., Fernie, A. R., Usadel, B., Nikoloski, Z., Persson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PlaNet%3A+Combined+Sequence+and+Expression+Comparisons+across+Plant+Networks+Derived+from+Seven+Species%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">PlaNet: Combined Sequence and Expression Comparisons across Plant Networks Derived from Seven Species.</a> Plant Cell. 23, 895-910 (2011).</li>
<li>Mutwil, M., Ruprecht, C., Giorgi, F. M., Bringmann, M., Usadel, B., Persson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcriptional+Wiring+of+Cell+Wall-Related+Genes+in+Arabidopsis%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Plant%22%5BJournal%5D)">Transcriptional Wiring of Cell Wall-Related Genes in Arabidopsis.</a> Molecular Plant. 2, 1015-1024 (2009).</li>
<li>Obayashi, T., Kinoshita, K., Nakai, K., Shibaoka, M., Hayashi, S., Saeki, M., Shibata, D., Saito, K., Ohta, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ATTED-II%3A+a+database+of+co-expressed+genes+and+cis+elements+for+identifying+co-regulated+gene+groups+in+Arabidopsis%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">ATTED-II: a database of co-expressed genes and cis elements for identifying co-regulated gene groups in Arabidopsis.</a> Nucleic Acids Research. 35, D863-D869 (2007).</li>
<li>Ogata, Y., Suzuki, H., Sakurai, N., Shibata, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CoP%3A+a+database+for+characterizing+co-expressed+gene+modules+with+biological+information+in+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">CoP: a database for characterizing co-expressed gene modules with biological information in plants.</a> Bioinformatics. 26, 1267-1268 (2010).</li>
<li>Persson, S., Wei, H. R., Milne, J., Page, G. P., Somerville, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+genes+required+for+cellulose+synthesis+by+regression+analysis+of+public+microarray+data+sets%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Identification of genes required for cellulose synthesis by regression analysis of public microarray data sets.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102, 8633-8638 (2005).</li>
<li>Tohge, T., Yonekura-Sakakibara, K., Niida, R., Watanabe-Takahashi, A., Saito, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phytochemical+genomics+in+Arabidopsis+thaliana%3A+A+case+study+for+functional+identification+of+flavonoid+biosynthesis+genes%5BTitle%5D)+AND+%22Pure+and+Applied+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Phytochemical genomics in Arabidopsis thaliana: A case study for functional identification of flavonoid biosynthesis genes.</a> Pure and Applied Chemistry. 79, 811-823 (2007).</li>
<li>Tohge, T., Fernie, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Web-based+resources+for+mass-spectrometry-based+metabolomics%3A+A+user%27s+guide%5BTitle%5D)+AND+%22Phytochemistry%22%5BJournal%5D)">Web-based resources for mass-spectrometry-based metabolomics: A user's guide.</a> Phytochemistry. 70, 450-456 (2009).</li>
<li>Tohge, T., Fernie, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+genetic+diversity%2C+informatics+and+metabolomics+to+facilitate+annotation+of+plant+gene+function%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Combining genetic diversity, informatics and metabolomics to facilitate annotation of plant gene function.</a> Nature Protocols. 5, 1210-1227 (2010).</li>
<li>Tohge, T., Kusano, M., Fukushima, A., Saito, K., Fernie, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcriptional+and+metabolic+programs+following+exposure+of+plants+to+UV-B+irradiation%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Signal+Behav%22%5BJournal%5D)">Transcriptional and metabolic programs following exposure of plants to UV-B irradiation.</a> Plant Signal Behav. 6, Forthcoming (2011).</li>
<li>Tohge, T., Ramos, M. S., Nunes-Nesi, A., Mutwil, M., Giavalisco, P., Steinhauser, D., Schellenberg, M., Willmitzer, L., Persson, S., Martinoia, E., Fernie, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+the+storage+metabolome%3A+profiling+the+barley+vacuole%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Towards the storage metabolome: profiling the barley vacuole.</a> Plant Physiol. , (2011).</li>
<li>Yonekura-Sakakibara, K., Tohge, T., Matsuda, F., Nakabayashi, R., Takayama, H., Niida, R., Watanabe-Takahashi, A., Inoue, E., Saito, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comprehensive+flavonol+profiling+and+transcriptome+coexpression+analysis+leading+to+decoding+gene-metabolite+correlations+in+Arabidopsis%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Comprehensive flavonol profiling and transcriptome coexpression analysis leading to decoding gene-metabolite correlations in Arabidopsis.</a> Plant Cell. 20, 2160-2176 (2008).</li>
</ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

نظرا إلى أن استخدمت transcriptomics والتكنولوجيات الايض لعدة سنوات، وعملية تكامل البيانات عن الايض ساعد الشرح الجين يبدأ عادة مع تحديد ذروة الرواية يمثل مستقلب غير معروف. هذا الواقع يؤدي الى المرحلة التالية التي هي لتقييم فرق كمي في قمم المستقلب أو الجينات مرشح رواية يعتقد أنها المسؤولة عن التركيب الحيوي لها. الاستراتيجية المبينة في هذا البروتوكول، ومع ذلك، يواجه ثلاث مشاكل رئيسية ط) صعوبة الشرح الذروة، والثاني) تعقد تنبؤ مسار، ثالثا) من قرار المعلومات الجينية ونوعية البيانات التعبير الجيني. لمواجهة المشكلة الأولى، ينبغي أن يتم الشرح خارج الذروة مع شطف المشترك للمركبات معيار أو اندماجي معلومات نهج الاستفادة من MS ن التحليل، وانتزاع المرجعية، تحليل متحولة، المستقلب بحث قاعدة البيانات ودراسة الأدب (الشكل 2، 12). لقمشكلة econd، لا يمكن التنبؤ مسار يمكن الحصول عليها عن طريق الشرح ذروة الصحيح. ومع ذلك، التنميط المستقلب من خصوصية نسيج يمكن أن يكون أيضا دعما الشرح الذروة، لأنه يجب ارتباطا تراكم المستقلب مع تعبيرات جين من الجينات ذات الصلة. ولذلك يمكن تعريف مجموعة من الأنسجة المختلفة وظروف نمو يكون من المفيد لهذه المشكلة الثانية. المشكلة الثالثة تتعلق قرار من معلومات الجينات تتوقف عن التقدم المحرز في تسلسل البيانات. في حالة النبات نموذج دون الانتهاء من تسلسل الجينوم، وشارك في تحليل التعبير باستخدام جينات النباتات orthologous في نموذج آخر مفيد. ويمكن مقارنة مفصلة المحاذاة والنشوء والتطور تحليل شجرة تسلسل الأحماض الأمينية دعم لربط الكائنات نموذج للأنواع الأخرى. هذا البروتوكول هو مناسبة لجميع الأيض. هو الأكثر فعالية في تحليل الأيض المتوسطة والثانوية التي تتميز بشكل جيد لتكون خاضعة لج النسخي قويontrol 1،5،11،16. في بعض الأمثلة، وشارك في تحليل التعبير نجحت التي يتعين القيام بها في استيعاب الكبريت، وجينات أكسدة، β، تشعب سلسلة تدهور الأحماض الأمينية، وانهيار الكلوروفيل، وهدم ليسين 3، جدار الخلية والتمثيل الغذائي 10،7 ضوء يشير تتالي 14. شرح وظيفة الجينة عبر الجينوم المشترك، والايض المعلوماتية ليست فقط لجينة السكروز والمنظم المباشر للعامل النسخ ولكن أيضا لفهم عملية الفسيولوجية والاستجابة (انظر الشكل المثال 3. 14). لتطوير هذا النهج من محطات نموذجية لأنواع المحاصيل، مقارنة التمثيل الغذائي عبر الأنواع النباتية هي طريقة فعالة في بعض الأيض العام. على سبيل المثال، إذا تم الكشف عن المركب نفسه في نوع من النباتات المختلفة، وتوجد بعض الجينات orthologous في هذه الأنواع النباتية، ويمكن عبر الأنواع شارك في التعبير التحليل باستخدام الجينات orthologous توفير stronز الدعم للتنبؤ بك. لا يمكن أن يؤديها هذا النهج في Arabidopsis، الحور، medicago، بالإضافة المحاصيل الهامة مثل، الشعير القمح والأرز وفول الصويا، التي شاركت في التعبير عن تحليل أنواع النباتات (6، الكوكب: <a href="http://aranet.mpimp-golm.mpg.de/" target="_blank">http://aranet.mpimp-golm.mpg . دي /</a> ، و 9، ومؤتمر الأطراف: <a href="http://webs2.kazusa.or.jp/kagiana/cop0911/" target="_blank">http://webs2.kazusa.or.jp/kagiana/cop0911/</a> ، وانظر على سبيل المثال، 15).

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم كاشف </td><td> شركة </td><td> فهرس العدد </td></tr><tr><td> الماء المقطر ULC / MS غراد </td><td> BIOSOLVE </td><td> 23214102 </td></tr><tr><td> الأسيتونيتريل (ACN) ULC / الصف MS </td><td> BIOSOLVE </td><td> 01204102 </td></tr><tr><td> الميثانول (MeOH) ULC / الصف MS </td><td> BIOSOLVE </td><td> 13684102 </td></tr><tr><td> حمض الفورميك (HCOOH) ULC / MS الصف لاللوني السائل </td><td> BIOSOLVE </td><td> 06914131 </td></tr><tr><td> معيار مركبات </td><td> EXTRASYNTHESE </td><td></td></tr><tr><td> خطي ايون فخ (IT) ESI-MS-نظام FINNIGAN LTQ </td><td> الحرارية Finnigan </td><td></td></tr><tr><td> HPLC نظام مساح </td><td> الحرارية Finnigan </td><td></td></tr><tr><td> التحليلية لونا العمود C18 (2)، قطر 2.0 مم، 150 مم طول، 100 ألف مساموحجم جسيمات كروية من 3 مم </td><td> Phenomenex </td><td> 00F-4251-B0 </td></tr><tr><td> Xcalibur البرمجيات </td><td> Finnigan الحرارية </td><td></td></tr></tbody></table>

شرح وظيفة الجينات النباتية عن طريق الجينوم المشترك، الايض والمعلوماتية

Annotation of Plant Gene Function via Combined Genomics, Metabolomics and Informatics

بالنظر إلى العدد المتزايد من أي وقت مضى من الأنواع النباتية نموذج لتسلسل الجينوم الكامل الذي تتوفر ووفرة الموارد الحيوية مثل المسوخ خروج المغلوب، الانضمامات البرية والسكان التربية المتقدمة، هناك عبء المتزايد على الشرح الجينات الوظيفية. في هذا البروتوكول، وشرح وظيفة الجينات النباتية باستخدام مجتمعة تحليل الجينات المشاركة في التعبير، وتقدم الايض والمعلوماتية (الشكل 1). ويستند هذا النهج على نظرية باستخدام الجينات المستهدفة من وظيفة معروفة للسماح بتحديد غير مشروحة الجينات التي يحتمل أن تشارك في عملية التمثيل الغذائي معينة، مع تحديد الهدف من المركبات عن طريق الايض. ووضع الاستراتيجيات إلى الأمام لتطبيق هذه المعلومات على السكان الناتجة عن كلا النهجين علم الوراثة الى الامام وعكس على الرغم من أن أيا من هذه هي مجهود. ويمكن بواسطة هذا النهج أيضا نتيجة طبيعية يمكن استخدامها كمدخل لوصف القمم غير معروف حد ذاته يمثل جديدة أو محددةcondary الأيضات في الأنسجة محدودة، والأنواع النباتية أو معالجة التوتر، والذي هو حاليا محاكمة هامة لفهم عملية التمثيل الغذائي النباتي.

مزيج من الجينوم، وشارك في تحليل التعبير الجيني، وتحديد الهدف من المركبات عن طريق عملية التمثيل الغذائي إعطاء الشرح الجينات الوظيفية.

نظراً للتزايد المستمر في عدد أنواع النباتات النموذجية التي تتوفر لها تسلسلات جينومية كاملة، ووفرة الموارد الحيوية مثل...

الهدف العام من التجربة التالية هو اكتشاف وتوصيف وظائف جينية جديدة باستخدام التعليق التوضيحي للجينات عبر التحليل المشترك لتنميط المستقلبات وتحليل التعبير المشترك. ويتم تحقيق ذلك من خلال مراعاة التصميم التجريبي مع التركيز على مسارات أيضية وأنواع نباتية محددة. وكخطوة ثانية، تُستخدم مناهج تحليلية لبناء المسار الأيضي الكامل بناءً على الهياكل الكيميائية للمركبات المكتشفة.بعد ذلك، يتم دمج بنية المسار المتوقع مع تحليل التعبير المشترك لتضييق نطاق الجينات المرشحة، والتي تشير افتراضياً إلى الجينات الرئيسية في عملية التمثيل الغذائي. وفي النهاية، يتم الحصول على النتائج من خلال إجراء الحد الأدنى من التجارب مع الاستخدام الفعال لعدة موارد بيولوجية من أجل توصيف التحديد الوظيفي للجينات. لقد تبلورت لدينا الفكرة الأولى لهذه الطريقة عندما وجدنا ارتباطاً عالياً جداً للجينات الكيسية الحيوية Abosi OID في قاعدة بيانات التعبير المشترك المسماة ate.لقد اعتبرنا أن هذه الاستراتيجية تعد واحدة من أسرع الطرق للعثور على وظائف الجينات الجديدة باستخدام قواعد البيانات المتاحة للعموم والاستخدام الفعال للموارد الحيوية. لبدء عملية الاستخلاص، قم بحصاد المواد النباتية وتجميدها فوراً في النيتروجين السائل. وبمجرد تجميدها، قم بطحن المواد النباتية باستخدام مطحنة خلط، ثم وزع المادة النباتية المجمدة في أنابيب EOR سعة 2 مل، وأضف بعد ذلك كرة معدنية إلى الأنبوب.أضف 250 µL من محلول استخلاص منظم لكل 50 mg من العينة. يحتوي محلول الاستخلاص المنظم على معيار داخلي لعملية التسوية. بعد ذلك، قم بتجانس المسحوق المجمد باستخدام مطحنة الخلط لمدة دقيقتين.بتردد قدره 25، قم بطرد العينة مركزياً عند 12,000 RPM لمدة 10 دقائق. ثم انقل الراشح إلى مرشح طرد مركزي. وبعد إجراء جولة ثانية من الطرد المركزي، انقل الراشح إلى أنبوب einor جديد.بعد ذلك، يتم إعداد جهاز HPLC من خلال التحقق أولاً من أن درجة حرارة فرن العمود هي 35 °C، وأن درجة حرارة صينية العينات هي 10 °C. ثم تُضبط شروط مطيافية الكتلة ويتم التحقق من حالة الفراغ والشعيرة الساخنة. وأخيراً، يتم إجراء معايرة الشحنة الزائدة للكتلة لكاشف MS عن طريق الحقن بالتسريب لمزيج محلول المعايرة.استخدام تطبيق المعايرة التلقائية في البرنامج. ثم يتم نقل 50 µL من المستخلصات إلى قارورة زجاجية. وبالنسبة لتقنية HPLC، يتم إجراء خمس حقنات على الأقل من محلول استخلاص منظم قبل إجراء تحليل العينة الأولى وفقاً لما هو موضح في الإجراء المكتوب.بعد تهيئة أداة تحليل مطيافية الكتلة، حدد البيانات المراد معالجتها. قم بإعداد جدول بالقمم المكتشفة ذات الأهمية وفقاً لفئة المركب الموضحة في البروتوكول المكتوب. حدد القمم من خلال التطور المشترك مع المركبات القياسية، وقم بتوصيف القمم المكتشفة باستخدام تحليل Ms.MS، والمراجع العلمية، والمسح، والبحث في قواعد بيانات المستقلبات في هذه الخطوة.يجب أن يستند التنبؤ بالمسار إلى التراكيب الكيميائية من خلال ربط الوظيفة الإنزيمية في المسار الأيضي. لذا، يجب تنفيذ هذه الخطوات عبر التحديد الدقيق للقمم الخاصة بالمركبات المكتشفة. وتعد قواعد بيانات المسارات الأيضية العامة، مثل قاعدة بيانات keg وplant psych، فعالة للغاية في التنبؤ بالمسار الأيضي المطلوب.لإعداد قائمة جينات تتضمن الجينات المتماثلة (orthologs) في نبات Arabidopsis، قم أولاً بتنزيل قائمة معرفات الجينات من قاعدة البيانات الجينومية. أضف معرف جين Arabidopsis للجينات المتماثلة في حال لم يكن النبات المستهدف هو Arabidopsis. ثم قم بإعداد قائمة بالجينات الموجودة في المسار الحيوي المراد دراسته.تتوفر بيانات التعليق التوضيحي لمسارات Arabidopsis وبيانات عائلة الجينات على موقع TAAR. يمكن بعد ذلك دمج قوائم جينات Arabidopsis Orthologs. قم بإجراء تحليل شبكة التعبير المشترك باستخدام قائمة معرفات الجينات المُعدة للبحث في أفضل قاعدة بيانات للمسار المتوقع.التحقق من الارتباط بين أزواج جينية معروفة في المسار قيد الدراسة. في حال عدم توفر قاعدة بيانات التعبير المشترك أو قاعدة بيانات التعبير الجيني، ينبغي استخدام قاعدة بيانات التعبير المشترك لـ Arabidopsis في المخطط المعني مع قائمة بالجينات المتماثلة لـ Arabidopsis.بعد ذلك، قم بإنشاء إطار عمل لشبكة التعبير المشترك المستهدفة. وبناءً على ارتباطات الجينات المعروفة في المسار المختار، أضف الجينات المرشحة المرتبطة وتحقق من تعليقاتها الجينية في العائلات المتوقعة ضمن ارتباطات هذه الشبكة للعثور على أفضل مرشح.يجب تنسيق قيمة عتبة معاملات الجينات وفقاً لبنية الشبكة وكثافة الجينات المرتبطة. قم الآن بإعداد قائمة بالجينات التي يمكن تقليصها لتكون متخصصة في المسار المستهدف. وباستخدام هذه القائمة، تحقق من التعبير الجيني لخصوصيات الأعضاء واستجابات الإجهاد للجينات المرشحة.ابدأ في دمج المعلومات من خلال إضافة الجينات جيدة التوصيف التي استُخدمت في الاستعلام عن تحليل التعبير المشترك إلى المسار الأيضي المتوقع. أجرِ بحثاً في الدراسات السابقة للتحقق مما إذا كانت الأجزاء غير الموصوفة من هذا المسار جديدة، بما في ذلك الخطوات الإنزيمية غير الموصوفة، وبروتينات النقل، وعوامل النسخ. عند هذه النقطة، توقع التوسيم الجيني الأكثر ملاءمة لهذه الخطوات المفقودة غير الموصوفة.الجمع بين نتائج توصيف المستقلبات والجينات المرشحة للتعبير الجيني الحاسوبي بناءً على المسار المتوقع. بعد ذلك، يتم ترتيب الجينات المرشحة على المسار المتوقع وفقاً لوظيفة الجين. على سبيل المثال، إنزيم acetyl transferase للمستقلبات المأسيتلة، وglycosyl transferase للجليكوسيدات، وP450 للمركبات المؤكسدة.تحقق من اتساق خصوصيات الأنسجة أو استجابات الإجهاد بين تراكم المستقلبات ومستوى التعبير الجيني للجينات المرشحة. تحقق أيضاً من الارتباطات بعمليات الأيض الأخرى لتوفير الركيزة والجينات المستجيبة للإجهاد. وكخطوة نهائية، قم بإجراء تجربة لتحديد وظيفة الجين باستخدام الموارد الحيوية مثل مكتبة الطفرات المعطلة (knockout mutant library) ومكتبة cDNA كاملة الطول.فيما يلي مثال على تحليل شبكة التنظيم المشترك لمسار الأنثوسيانين. تم إجراء تحليلات التعبير المشترك باستخدام مؤشر التعبير المشترك PRAM استناداً إلى مجموعة البيانات المضافة في الإصدار الثالث مع برنامج PX، حيث عُرضت كعقد حمراء؛ وقد استُخدمت 12 جيناً إنزيمياً للأنثوسيانين وعاملين من عوامل النسخ لإنتاج الأنثوسيانين للبحث عن الجينات المرشحة. تمت إعادة بناء شبكة تعبير مشترك تضم 68 جيناً مرشحاً مرتبطاً و14 جيناً استعلامياً، وذلك من خلال ترابط البحث عن المجموعات باستخدام قاعدة بيانات prime، مما أدى إلى إنتاج ملفات مخرجات T net التي رُسمت باستخدام برنامج PX.تشير العقد الزرقاء إلى الجينات المرشحة التي ارتبطت بجينات الأنثوسيانين بعد تطورها. ستمنحنا هذه الاستراتيجية مؤشراً جيداً للتنبؤ بوظائف جينية جديدة في عمليات الأيض النباتية.

annotation-plant-gene-function-via-combined-genomics-metabolomics

Research

JoVE Journal

Biology

علم الأحياء

تقدم الكتلة الحيوية النباتية مورد متجدد للمنتجات متعددة، بما في ذلك الوقود والأعلاف والمواد الغذائية ومجموعة متنوعة من المواد. في هذه الورقة نحن التحقيق في خصائص شجرة التبغ (النيكوتين glauca) والحور المصادر المناسبة كما لخط أنابيب معامل تكرير أحيائية.

نص والمستقلب التنميط لتقييم شجرة التبغ والحور كمادة وسيطة لصناعة القائمة على الحيوية

توضح هذه المقالة تطبيق الايض غير مستهدفة، transcriptomics والتحليل الإحصائي متعدد المتغيرات إلى النصوص التوت العنب والأيض من أجل التبصر في مفهوم TERROIR، أي تأثير البيئة على الصفات النوعية بيري.

مفهوم TERROIR تفسر من خلال العنب بيري الايض وTranscriptomics

هنا، نقدم بروتوكول الالتقاط إنتيراكتوم تطبيقها على أرابيدوبسيس ثاليانا أوراق ميسوفيل ورقة بروتوبلاستس. هذه الطريقة تعتمد بشكل حاسم على في الجسم الحي الأشعة فوق البنفسجية يشابك ويسمح لعزل وتحديد البروتينات مرنا مرتبط النبات من بيئة فسيولوجية.

مرنا إنتيراكتوم التقاط من بروتوبلاستس النبات

توضح هذه المقالة الإجراء لتحديد وتوصيف لأسرة جين في الكرمة ينطبق على الأسرة من نبات Tóxicos في ليفدورا (ATL) E3 أوبيكويتين ليجاسيس.

سير عمل شامل للتعرف على نطاق الجينوم والتحليل التلوي التعبير الأسرة الجينات ATL E3 Ubiquitin ليجاسى في الكرمة

تحليل الجزيئات الحيوية المتعددة على نطاق المنظومة أمر بالغ الأهمية للحصول على رؤى وظيفية وميكانيكية في العمليات البيولوجية. بموجب هذا، يتم وصف بروتوكول واسع النطاق لاستخراج الإنتاجية العالية من الدهون والأيض والبروتينات والنشا من عينة واحدة تم حصادها من ثقافة الكلاميدوموناس المتزامنة.

طريقة استخراج متعددة Omics للتحليل المتعمق للثقافات المتزامنة من الألغا الأخضر Chlamydomonas reinhardtii

يتم إنشاء و وصف بروتوكول تعدين الجينوم الموجه قياس الطيف الكتلي هنا. وهو يستند إلى معلومات تسلسل الجينوم وتحليل LC-MS/MS ويهدف إلى تسهيل تحديد الجزيئات من المستخلصات الميكروبية والنباتية المعقدة.

استخراج الجينوم الموجه بالطيف الكتلي كأداة للكشف عن المنتجات الطبيعية الجديدة

من خلال تشغيل أداة دراسة جمعية المسار (PAST) ، إما من خلال التطبيق اللامع أو من خلال وحدة التحكم R ، يمكن للباحثين اكتساب فهم أعمق للمعنى البيولوجي لنتائج دراسة الارتباط على نطاق الجينوم (GWAS) من خلال التحقيق في المسارات الأيضية المعنية.

أداة دراسة رابطة المسار لتحليل GWAS لمعلومات المسار الأيضي

في هذا البروتوكول ، نقدم سير عمل محسن ، يجمع بين إعداد عينة فعالة وسريعة للعديد من العينات. بالإضافة إلى ذلك ، نقدم دليلا خطوة بخطوة لتقليل الاختلافات التحليلية لتقييم الإنتاجية العالية لدراسات GWAS الأيضية.

دراسات الارتباط واسعة النطاق متعددة الأوميكس على نطاق الجينوم (Mo-GWAS): مبادئ توجيهية لإعداد العينات وتطبيعها

الطريقة المطورة لوضع العلامات على الجلوكوز 13C6-جنبا إلى جنب مع قياس الطيف الكتلي عالي الدقة للكروماتوغرافيا السائلة متعددة الاستخدامات وتضع الأساس للدراسات المستقبلية حول الأعضاء والمسارات الأولية المشاركة في تخليق المستقلبات الثانوية في النباتات الطبية ، وكذلك الاستخدام الشامل لهذه المستقلبات الثانوية.

13C6-وسم الجلوكوز المرتبط ب LC-MS: تحديد الأعضاء الأولية للنبات في تخليق الأيض الثانوي

وصف لطريقة التي يسببها الفيروس الجين (VIGS) لإسكات أسفل طرق التعبير الجيني...

فيروس من صنع جين إسكات (VIGS) في نيكوتيانا benthamiana والطماطم

اكتشف وظائف الجينات النباتية الجديدة باستخدام تحليل الملفات الأيضية وتحليل التعبير المشترك. تساعد هذه الطريقة الباحثين على تحديد الجينات الرئيسية في المسارات الأيضية بكفاءة.

شرح وظيفة الجينات النباتية عن طريق الجينوم المشترك، الايض والمعلوماتية

استكشف المزيد من الفيديوهات