طريقة سريعة والكمية لتعديل بوستترانسلاشونال والخيار تمكين تعيين الببتيدات للجينوم
مايو 22, 2018
هنا نقدم أداة بروتيوجينوميك بوجو والبروتوكولات المتعلقة بتعديل سريع، الكمية، بوستترانسلاشونال، والخيار تمكين رسم خرائط الببتيدات يتم تحديدها من خلال الطيف الكتلي على مورثات مرجع. هذه الأداة استخدامها لدمج وتصور بروتيوجينوميك ودراسات البروتين شخصية التواصل مع بيانات الجينوم متعامد.
الهدف العام من بروتوكول البرنامج هذا هو إثبات استخدام PoGo لرسم خريطة للببتيدات مع التعديلات اللاحقة للترجمة والمعلومات الكمية المرتبطة بها من تجارب قياس الطيف الكتلي للإشارة إلى الجينومات وتمكين التكامل والتصور مع بيانات الجينوم المتعامدة. يمكن أن تساعد هذه الأداة في إضافة معلومات جينومية إلى قوائم الببتيد التي تم إنشاؤها بواسطة عمليات البحث عن البروتينات لقياس الطيف الكتلي بحيث يمكن تسهيل التكامل مع بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي. الميزة الرئيسية لهذه الأداة هي أنها سهلة الاستخدام وسريعة وتدعم معلومات إضافية مثل تعديلات ما بعد الترجمة والكمية وتباين الأحماض الأمينية.
للبدء ، قم بتنزيل البرنامج الموضح في هذا الفيديو وتثبيته كما هو موضح في بروتوكول النص المصاحب. بمجرد التثبيت ، انتقل إلى مجلد الملفات التنفيذية لواجهة المستخدم الرسومية PoGo وابدأ البرنامج بالنقر المزدوج فوق PoGo GUI أيقونة. استخدم زر التحديد بجوار الملف القابل للتنفيذ PoGo.
ثم انتقل في مجلد الملفات التنفيذية إلى المجلد الفرعي لنظام التشغيل ذي الصلة وحدد ملف PoGo القابل للتنفيذ. قم بتأكيد اختياره بالنقر فوق الزر فتح. بعد ذلك ، حدد ملف الإدخال المرجعي لتسلسلات البروتين بالنقر فوق تحديد.
انتقل إلى مجلد البيانات وحدد ملف يوم الترجمة السريعة. قم بتأكيد اختياره بالنقر فوق فتح. حدد ملف التعليق التوضيحي للنص باستخدام زر التحديد.
ثم انتقل إلى مجلد البيانات ، وحدد ملف GTF للتعليق التوضيحي وانقر فوق فتح. أضف ملف تعريف الببتيد باستخدام زر الإضافة بجوار ملفات الببتيد. هنا ، حدد الملف بالتنسيق المدعوم MZ Tab أو MZ Ident ML أو معرف MZ ، أو في علامة التبويب تنسيق أربعة أعمدة مفصولة.
بالإضافة إلى ذلك، قم بإلغاء تحديد خانات الاختيار الموجودة بجوار BED NGTF في تحديد تنسيق الإخراج. اترك PTM BED و GCT فقط محددا. ثم حدد الأنواع المناسبة للبيانات من تحديد القائمة المنسدلة وابدأ التعيين بالنقر فوق ابدأ.
أولا ، قم بتحميل ملف إخراج PoGo الذي ينتهي ب _ptm. سرير في عارض الجينوم التكاملي. كرر أيضا لتحميل الملف الذي ينتهي ب _noptm.bed.
يحتويهذا الملف على جميع الببتيدات الموجودة دون أي تعديل. أعد ترتيب المسارات عن طريق سحبها وإفلاتها في الموضع المطلوب في القائمة. سيظهر كل ملف كمسارات منفصلة مع اسم الملف الذي يحدد المسار.
يتم عرض كل مسار في البداية بطريقة مطوية. لتوسيعها ، انقر بزر الماوس الأيمن فوق اسم المسار وحدد موسع للحصول على عرض كامل للببتيدات بما في ذلك التسلسلات. الآن قم بتحميل الملف الذي ينتهي ب gct.
يحتويهذا الملف على معلومات كمية الببتيد. على عكس الملفات التي تم تحميلها مسبقا ، سيتم تحميل كل نموذج مشروحة كمسار منفصل. أعد تنظيم العينات حسب الرغبة باستخدام عمليات السحب والإفلات.
انتقل داخل الجينوم عن طريق تحديد كروموسوم في القائمة المنسدلة عن طريق النقر مع الاستمرار على قسم من الكروموسوم لتكبير الإحداثيات الجينومية أو كتابتها. يمكن إجراء تخطيط PoGo باستخدام واجهة المستخدم الرسومية أو من خلال واجهة سطر الأوامر. في هذا الجزء من البروتوكول ، يتم استخدام واجهة سطر الأوامر لتسليط الضوء على قابلية التبادل.
لتعيين الببتيدات المتغيرة التي تم الحصول عليها من خلال الخطوات السابقة في بروتوكول النص إلى الجينوم المرجعي ، افتح موجه الأوامر وانتقل إلى مجلد الملفات التنفيذية ل PoGo. ثم اكتب الأمر الموضح هنا. قم بتأكيد التنفيذ بالضغط على مفتاح الإدخال وانتظر حتى ينتهي التنفيذ قبل المضي قدما.
تصور الببتيدات المعينة دون عدم تطابق ومع عدم التطابق في عارض الجينوم التكاملي. في برنامج واجهة المستخدم الرسومية PoGo ، أضف ملفات تعريف الببتيد باستخدام زر الإضافة بجوار ملفات الببتيد وحدد ملفات مفردة أو متعددة بالإضافة إلى السحب والإفلات في الحقل الفارغ أسفل ملفات الببتيد. ثم قم بإلغاء تحديد مربعات الاختيار بجوار PTM BBED و GTF و GCT في قسم تنسيق الإخراج واترك BED محددا فقط.
بالإضافة إلى ذلك ، حدد خيار دمج ملفات إدخال متعددة في إخراج واحد. سيؤدي ذلك إلى ملف إخراج واحد يجمع بين جميع الببتيدات لملفات الإدخال. سيؤدي ترك هذا الخيار دون تحديد إلى تنفيذ متسلسل للبرنامج لكل ملف إدخال على حدة.
بعد ذلك، حدد الأنواع المناسبة للبيانات من القائمة المنسدلة المتوافقة مع ملفات NGTF لليوم السريع. بمجرد التحديد، ابدأ التعيين بالنقر فوق زر البدء. لإنشاء مركز تتبع من الببتيدات المعينة ، افتح نافذة طرفية واكتب الأمر التالي في موجه الأوامر.
قم بتأكيد التنفيذ بالضغط على مفتاح الإدخال. لن يستغرق التنفيذ سوى وقت قصير حتى ينتهي. بمجرد الانتهاء، انقل مركز المسار الذي تم إنشاؤه بجميع محتوياته إلى خادم FTP يمكن الوصول إليه على الويب أو GitHub.
في مستعرض الويب، انتقل إلى متصفح UCSC Genome وحدد مراكز تتبع البيانات الخاصة بي. ثم انقر فوق علامة التبويب My Hubs. انسخ عنوان URL إلى مركز التتبع في حقل النص ثم قم بتحميل مركز التتبع بالنقر فوق إضافة مركز.
أخيرا ، حدد متصفح الجينوم للدخول إلى عرض المتصفح. سيظهر مركز المسار المخصص في أعلى القائمة. إذا أنشأت ملفات BED متعددة الأساس لمركز التعقب، تمثيل كل ملف كمسار منفصل داخل المركز.
تتم مقارنة PoGo واثنين من أدوات رسم خرائط البروتينات الأخرى هنا لاستخدامها الكلي للذاكرة ووقت التشغيل التحليلي. يتفوق PoGo بشكل كبير على الأدوات الأخرى في كل من السرعة والذاكرة وهو قادر على رسم خرائط للتعديلات اللاحقة للترجمة والمعلومات الكمية المرتبطة بالببتيدات على الجينوم. يستخدم PoGo خيار التلوين لتوفير مساعدة بصرية سهلة فيما يتعلق بتفرد رسم خرائط الببتيد داخل الجينوم.
تشير التعيينات باللون الأحمر إلى التفرد لنسخة واحدة بينما تسلط الضوء على الكتلة في التعيين إلى جين واحد. تظهر التعيينات الرمادية الببتيدات المشتركة بين جينات متعددة. يعيد خيار PTM BED الخاص ب PoGo تعريف رمز اللون لاستيعاب أنواع مختلفة من التعديلات اللاحقة للترجمة التي تشير إلى موقع التعديل بكتلة سميكة في بقايا الأحماض الأمينية المعدلة.
في بيانات البروتين الموضحة هنا والتي تمثل بيانات سرطان القولون والمستقيم ، تم تحديد ببتيدين فقط مع كل منهما يظهر فسفرة واحدة. توفر المعلومات الموجودة في ملف GCT الناتج قيما كمية للمناطق الجينومية التي تغطيها الببتيدات. تنقسم الببتيدات الممتدة عبر تقاطعات لصق إلى أجزائها دون توصيل.
لمزيد من المعلومات الشاملة حول التضفير، يلزم أيضا ملف GTF الناتج. بمجرد تنزيل تسلسل البروتين المرجعي والتعليقات التوضيحية وإعداده ، يمكن تعيين آلاف الببتيدات على الإحداثيات الجينومية في أقل من خمس دقائق عند عدم السماح بعدم تطابق التسلسل. أثناء محاولة تعيين الببتيدات على الجينومات المرجعية باستخدام PoGo ، من المهم أن تتذكر استخدام التسلسلات المترجمة لنصوص ترميز البروتين والتعليقات التوضيحية للنسخ المرتبطة بها.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استخدام PoGo و PoGo GUI لتعيين الببتيدات من تجارب قياس الطيف الكتلي للبروتينات مع المعلومات المرتبطة بها على الجينومات المشار إليها وتصورها.
نظرة عامة
تعرض هذه المقالة PoGo، وهي أداة بروتيوجينومية مصممة لرسم خرائط سريعة وكمية للببتيدات التي تم تحديدها من خلال القياس الطيفي للكتلة على الجينومات المرجعية. إنها تسهل دمج وتصور بيانات البروتيوجينوم إلى جانب بيانات الجينوم العيانية.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- البروتينات الجينومية
- القياس الطيفي للكتلة
- تكامل البيانات الجينومية
الخلفية
- يمكن لـ PoGo رسم خرائط للببتيدات ذات التعديلات بعد الترجمة.
- يدعم التكامل مع بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي.
- تم تصميم الأداة لسهولة الاستخدام والسرعة.
- تستوعب معلومات إضافية مثل الكمية وتنوع الأحماض الأمينية.
هدف الدراسة
- لإظهار استخدام PoGo لرسم خرائط الببتيدات.
- لتسهل دمج البيانات البروتينية والجينومية.
- لتوفير واجهة مستخدم سهلة الاستخدام للباحثين.
الطرق المستخدمة
- تثبيت وإعداد برنامج PoGo.
- رسم خرائط الببتيدات إلى الجينومات المرجعية باستخدام واجهة المستخدم الرسومية وسطر الأوامر.
- تصور بيانات الببتيد في عارض الجينوم المتكامل.
- مقارنة PoGo مع أدوات البروتيوجينومية الأخرى.
النتائج الرئيسية
- يفوق PoGo الأدوات الأخرى في السرعة واستخدام الذاكرة.
- يرسم بفعالية التعديلات بعد الترجمة والبيانات الكمية.
- توفر الأداة مساعدات مرئية لتميز رسم خرائط الببتيدات.
- تشير رموز الألوان المختلفة إلى خصائص رسم الخرائط المختلفة.
الاستنتاجات
- PoGo هو أداة قيمة للدراسات البروتيوجينومية.
- يعزز تكامل بيانات القياس الطيفي للكتلة مع المعلومات الجينومية.
- كفاءة البرنامج وتصميمه السهل الاستخدام يجعلانه متاحًا للباحثين.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Integrating quantitative proteomics with genomic annotation is critical for advancing target validation and mechanistic de-risking in biopharma R&D. PoGo enables rapid, scalable mapping of peptides—including post-translational modifications and sequence variants—onto reference genomes, supporting high-confidence data integration across discovery and translational workflows. This capability enhances predictive confidence and portfolio decision-making by bridging proteomic and genomic insights at scale.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables mapping of peptide-level evidence to genomic loci for functional target validation.
- Supports identification of post-translational modifications relevant to pathway interrogation.
- Facilitates mechanistic de-risking by integrating proteomic and transcriptomic data.
- Improves predictive confidence in target selection through variant-enabled mapping.
Screening & Assay Development
- Prepares validated peptide datasets for downstream quantitative and modification-specific assays.
- Standardizes mapping outputs for reproducibility and cross-study comparability.
- Enables scalable processing of large proteomics datasets for screening readiness.
- Supports robust assay development by capturing quantitative and variant information.
Translational & Preclinical Research
- Aligns proteomic findings with genomic coordinates for disease-relevant system studies.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation by integrating omics data.
- Supports translational biomarker identification through quantitative mapping outputs.
- Facilitates risk-adjusted advancement decisions by providing comprehensive molecular context.
Pipeline & Workflow Integration
PoGo positions peptide mapping as a bridge between mass spectrometry-based proteomics and genome annotation, supporting workflows from early discovery through translational research.
- Discovery Biology: Integrates peptide-level data with genomic annotation for hypothesis testing and pathway clarification.
- Screening: Delivers standardized, quantitative outputs for assay development and compound evaluation.
- Analytics: Provides quantitative and modification-specific readouts for comparative analysis across conditions.
- Translational Research: Enables mapping of proteomic data to disease-relevant genomic regions for biomarker alignment.
- Enterprise Reuse: Offers scalable, reusable mapping infrastructure for large-scale and multi-study applications.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in target validation.
- Operational Value: Delivers rapid, standardized, and reproducible mapping of millions of peptides.
- Strategic Value: Supports informed go/no-go decisions and capital efficiency by integrating multi-omics data.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of discovery programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in proteomics, genomics, and data integration workflows.
- Needs access to mass spectrometry data, reference genome annotations, and compatible computational infrastructure.
- Demands cross-team standardization of input formats and mapping parameters.
- Supports adaptation across multiple species and model systems via Ensembl annotation compatibility.
- Dependent on accurate annotation and input data quality for optimal mapping fidelity.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
0:51
Mapping of Peptides using PoGoGUI
2:36
Visualizing in the Integrative Genomics Viewer
3:57
Mapping Peptides Identified Through a Custom Variant Database to a Reference Genome
4:44
Mapping Peptides from Multiple Files Using PoGoGUI
5:48
Generating a Track Hub from Mapped Peptides and Visualizing a Track Hub in the UCSC Genome Browser
6:50
Results: Post-translational Modification and Varient Enabled Mapping of Peptides to Genomes
8:21
Conclusion
