Name: mirMachine: متجر شامل لشرح miRNA للنبات (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-05-01T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 16 s
Description: اكتشف خط أنابيب mirMachine الآلي لتحديد microRNAs المعروفة والجديدة بدقة عالية. يتفوق على خوارزميات miRDP2 في الحساسية ويتنبأ بالتوزيع الجينومي في Arabidopsis thaliana والقمح.

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

1. تبعيات البرامج وتثبيتها
<ol><li>قم بتثبيت تبعيات البرامج من موقعهم الرئيسي أو باستخدام conda.<ol><li>قم بتنزيل Perl وتثبيته ، إذا لم يكن مثبتا بالفعل ، من موقعه الرئيسي (https://www.perl.org/get.html). ملاحظة: تم توقع النتائج الممثلة باستخدام Perl v5.32.0.</li>
		<li>قم بتنزيل Blast+ ، وهو برنامج محاذاة ، من موقعه الرئيسي (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/) كملف قابل للتنفيذ وكشفرة مصدر. ملاحظة: تم توقع النتائج الممثلة باستخدام BLAST 2.6.0+.</li>
		<li>قم بتثبيت حزمة مترجمة مسبقا من RNAfold من https://www.tbi.univie.ac.at/RNA/.</li>
		<li>بدلا من ذلك ، قم بتثبيت هذه البرامج باستخدام conda التالية: i) conda install -c bioconda blast. ب) كوندا تثبيت -C بيوكوندا فيينارنا.</li>
	</ol></li>
</ol>2. إعداد واختبار mirMachine
<ol><li>قم بتنزيل أحدث إصدار من البرامج النصية mirMachine والبرنامج النصي لإرسال mirMachine من GitHub، https://github.com/hbusra/mirMachine.git، ثم قم بتعيين مسار البرامج النصية في PATH.</li>
	<li>استخدم بيانات الاختبار المتوفرة في GitHub للتأكد من تنزيل mirMachine مع جميع تبعياته بشكل صحيح.</li>
	<li>قم بتشغيل mirMachine على بيانات الاختبار الموضحة أدناه. باش mirMachine_submit.sh -f iwgsc_v2_chr5A.fasta -i mature_high_conf_v22_1.fa.filtered.fasta -n 10 ملاحظة: اضبط الخيار -n على 10 لأن بيانات الاختبار تحتوي على كروموسوم واحد فقط من جينوم القمح. في الإعدادات الافتراضية ، يتم تعيين الخيار -n إلى 20.</li>
	<li>تحكم في ملفات إخراج hairpins.tbl.out.tbl ل miRNAs الناضجة المتوقعة وسلائفها المتوقعة ومواقعها على الكروموسومات.</li>
	<li>تحقق من ملفات السجل لمخرجات البرنامج والتحذيرات.</li>
</ol>3. تحديد miRNA القائم على التماثل
<ol><li>قم بتشغيل mirMachine باستخدام البرنامج النصي bash الموضح أدناه: باش mirMachine_submit.sh -f $genome_file -i $input_file -m $mismatches -n $number_of_hits</li>
	<li>تحقق من miRNAs المتوقعة. ابحث عن ملف الإخراج المسمى $input_file.results.tbl.hairpins.tbl.out.tbl ل miRNAs المتوقعة. ابحث عن ملف الإخراج المسمى $input_file.results.tbl.hairpins.fsa لتسلسلات ما قبل miRNA FASTA. ابحث عن ملف الإخراج المسمى $input_file.results.tbl.hairpins.log لملف سجل دبوس الشعر.</li>
</ol>4. تحديد الرواية miRNA
<ol><li>قم بمعالجة ملفات sRNA-seq FASTQ مسبقا بتنسيق FASTA المناسب. قم بقص المحولات إذا لزم الأمر. لا تقم بقص القراءات منخفضة الجودة ؛ بدلا من ذلك ، قم بإزالتها. إزالة القراءات التي تحتوي على N. تحويل ملف FASTQ إلى ملف FASTA ($input_file).</li>
	<li>قم بتشغيل mirMachine باستخدام البرنامج النصي bash الموضح أدناه. باش mirMachine_submit.sh -f $genome_file -i $input_file -n $number_of_hits -sRNAseq -lmax $lmax -lmin $lmin -rpm $rpm ملاحظة: تم تعيين $mismatches إلى 0 للتنبؤات المستندة إلى sRNA-seq.</li>
	<li>تحقق من miRNAs المتوقعة. ابحث عن ملف الإخراج المسمى $input_file.results.tbl.hairpins.tbl.out.tbl ل miRNAs المتوقعة. ابحث عن ملف الإخراج المسمى $input_file.results.tbl.hairpins.fsa لتسلسلات ما قبل miRNA FASTA. ابحث عن ملف الإخراج المسمى $input_file.results.tbl.hairpins.log لملف سجل دبوس الشعر.</li>
</ol>5. المعلمات المتقدمة
ملاحظة: يتم تعريف الإعدادات الافتراضية لجميع المعلمات باستثناء ملف الجينوم وملف miRNA المدخل.
<ol><li>قم بتعيين الخيار -db إلى قاعدة بيانات انفجار لتخطي قاعدة بيانات مرجع المبنى داخل خط الأنابيب.</li>
	<li>اضبط الخيار -m على عدد حالات عدم التطابق المسموح بها. ملاحظة: في الإعدادات الافتراضية، تم تعيين الخيار - m إلى 1 للتنبؤات المستندة إلى التماثل و0 للتنبؤات المستندة إلى sRNA-seq.</li>
	<li>اضبط -n على عدد الزيارات المراد حذفها بعد المحاذاة (الافتراضي إلى 20). تغيير هذا على أساس الأنواع.</li>
	<li>استخدم -long لتقييم الهياكل الثانوية لقائمة المشتبه بهم.</li>
	<li>استخدم - s لتنشيط تنبؤ miRNA الجديد بناء على بيانات sRNA-seq.</li>
	<li>اضبط الخيار - lmax على الحد الأقصى لطول قراءات sRNA-seq لتضمينها في الفحص.</li>
	<li>اضبط الخيار - lmax على الحد الأدنى لطول قراءات sRNA-seq لتضمينها في الفحص.</li>
	<li>استخدم الخيار -rpm لتعيين حد عمليات القراءة لكل مليون (RPM). ملاحظة: بالنسبة للمعلمات المتقدمة مثل طول pri-miRNAs / pre-miRNAs ، يتم تشجيع المستخدمين ذوي الخبرة على تعديل البرامج النصية لأبحاثهم ذات الاهتمام. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كان المستخدمون يعتزمون تخطي بعض الخطوات أو يفضلون استخدام المخرجات المعدلة ، فيمكن تعديل البرنامج النصي للإرسال ببساطة عن طريق إضافة # في بداية الأسطر لتخطي تلك الأسطر.</li>
</ol>

<ol><li>Voinnet, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Origin%2C+biogenesis%2C+and+activity+of+plant+microRNAs%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Origin, biogenesis, and activity of plant microRNAs.</a> Cell. 136 (4), 669-687 (2009).</li>
<li>Budak, H., Akpinar, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+miRNAs%3A+biogenesis%2C+organization+and+origins%5BTitle%5D)+AND+%22Functional+%26+Integrative+Genomics%22%5BJournal%5D)">Plant miRNAs: biogenesis, organization and origins.</a> Functional & Integrative Genomics. 15 (5), 523-531 (2015).</li>
<li>Lee, R. C., Feinbaum, R. L., Ambros, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+C.+elegans+heterochronic+gene+lin-4+encodes+small+RNAs+with+antisense+complementarity+to+lin-14%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14.</a> Cell. 75 (5), 843-854 (1993).</li>
<li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exogenous+plant+MIR168a+specifically+targets+mammalian+LDLRAP1%3A+evidence+of+cross-kingdom+regulation+by+microRNA%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Research%22%5BJournal%5D)">Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA.</a> Cell Research. 22 (1), 107-126 (2012).</li>
<li>Pang, K. C., Frith, M. C., Mattick, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+evolution+of+noncoding+RNAs%3A+Lack+of+conservation+does+not+mean+lack+of+function%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Genetics%22%5BJournal%5D)">Rapid evolution of noncoding RNAs: Lack of conservation does not mean lack of function.</a> Trends in Genetics. 22 (1), 1-5 (2006).</li>
<li>Guleria, P., Mahajan, M., Bhardwaj, J., Yadav, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+small+RNAs%3A+biogenesis%2C+mode+of+action+and+their+roles+in+abiotic+stresses%5BTitle%5D)+AND+%22Genomics%2C+Proteomics+and+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">Plant small RNAs: biogenesis, mode of action and their roles in abiotic stresses.</a> Genomics, Proteomics and Bioinformatics. 9 (6), 183-199 (2011).</li>
<li>Jones-Rhoades, M. W., Bartel, D. P., Bartel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MicroRNAs+and+their+regulatory+roles+in+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Plant+Biology%22%5BJournal%5D)">MicroRNAs and their regulatory roles in plants.</a> Annual Review of Plant Biology. 57, 19-53 (2006).</li>
<li>Singh, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+small+RNAs%3A+advancement+in+the+understanding+of+biogenesis+and+role+in+plant+development%5BTitle%5D)+AND+%22Planta%22%5BJournal%5D)">Plant small RNAs: advancement in the understanding of biogenesis and role in plant development.</a> Planta. 248 (3), 545-558 (2018).</li>
<li>Lucas, S. J., Budak, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sorting+the+wheat+from+the+chaff%3A+identifying+miRNAs+in+genomic+survey+sequences+of+Triticum+aestivum+chromosome+1AL%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Sorting the wheat from the chaff: identifying miRNAs in genomic survey sequences of Triticum aestivum chromosome 1AL.</a> PloS One. 7 (7), 40859(2012).</li>
<li>Li, S., Castillo-González, C., Yu, B., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+functions+of+plant+small+RNAs+in+development+and+in+stress+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Journal%22%5BJournal%5D)">The functions of plant small RNAs in development and in stress responses.</a> Plant Journal. 90 (4), 654-670 (2017).</li>
<li>Lee, Y., Jeon, K., Lee, J. T., Kim, S., Kim, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MicroRNA+maturation%3A+Stepwise+processing+and+subcellular+localization%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Journal%22%5BJournal%5D)">MicroRNA maturation: Stepwise processing and subcellular localization.</a> EMBO Journal. 21 (17), 4663-4670 (2002).</li>
<li>Lee, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MicroRNA+genes+are+transcribed+by+RNA+polymerase+II%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Journal%22%5BJournal%5D)">MicroRNA genes are transcribed by RNA polymerase II.</a> EMBO Journal. 23 (2), 4051-4060 (2004).</li>
<li>Bartel, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MicroRNAs%3A+Genomics%2C+biogenesis%2C+mechanism%2C+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">MicroRNAs: Genomics, biogenesis, mechanism, and function.</a> Cell. 116 (2), 281-297 (2004).</li>
<li>Lee, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+nuclear+RNase+III+Drosha+initiates+microRNA+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The nuclear RNase III Drosha initiates microRNA processing.</a> Nature. 425 (6956), 415-419 (2003).</li>
<li>Meyers, B. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Criteria+for+annotation+of+plant+microRNAs%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Criteria for annotation of plant microRNAs.</a> Plant Cell. 20 (12), 3186-3190 (2008).</li>
<li>Sanei, M., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+microRNA+turnover%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Plant+Biology%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of microRNA turnover.</a> Current Opinion in Plant Biology. 27, 199-206 (2015).</li>
<li>Li, J., Yang, Z., Yu, B., Liu, J., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methylation+protects+miRNAs+and+siRNAs+from+a+3%E2%80%B2-end+uridylation+activity+in+Arabidopsis%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Methylation protects miRNAs and siRNAs from a 3′-end uridylation activity in Arabidopsis.</a> Current Biology. 15 (16), 1501-1507 (2005).</li>
<li>Rogers, K., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biogenesis%2C+turnover%2C+and+mode+of+action+of+plant+microRNAs%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Biogenesis, turnover, and mode of action of plant microRNAs.</a> Plant Cell. 25 (7), 2383-2399 (2013).</li>
<li>Axtell, M. J., Meyers, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revisiting+criteria+for+plant+microRNA+annotation+in+the+Era+of+big+data%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell%22%5BJournal%5D)">Revisiting criteria for plant microRNA annotation in the Era of big data.</a> Plant Cell. 30 (2), 272-284 (2018).</li>
<li>Camacho, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BLAST%2B%3A+architecture+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">BLAST+: architecture and applications.</a> BMC Bioinformatics. 10 (1), 421(2009).</li>
<li>Markham, N. R. N., Zuker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((UNAFold%3A+Software+for+nucleic+acid+folding+and+hybridization%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">UNAFold: Software for nucleic acid folding and hybridization.</a> Methods in Molecular Biology. 453, 3-31 (2008).</li>
<li>Alptekin, B., Akpinar, B. A., Budak, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comprehensive+prescription+for+plant+miRNA+identification%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Plant+Science%22%5BJournal%5D)">A comprehensive prescription for plant miRNA identification.</a> Frontiers in Plant Science. 7, 2058(2017).</li>
<li>Zhang, B., Pan, X., Cannon, C. H., Cobb, G. P., Anderson, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conservation+and+divergence+of+plant+microRNA+genes%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Journal%22%5BJournal%5D)">Conservation and divergence of plant microRNA genes.</a> Plant Journal. 46 (2), 243-259 (2006).</li>
<li>Appels, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shifting+the+limits+in+wheat+research+and+breeding+using+a+fully+annotated+reference+genome%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Shifting the limits in wheat research and breeding using a fully annotated reference genome.</a> Science. 361 (6403), 7191(2018).</li>
<li>Wang, Y., Kuang, Z., Li, L., Yang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+bioinformatics+pipeline+to+accurately+and+efficiently+analyze+the+microRNA+transcriptomes+in+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">A bioinformatics pipeline to accurately and efficiently analyze the microRNA transcriptomes in plants.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (155), e59864(2020).</li>
<li>Kozomara, A., Griffiths-Jones, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MiRBase%3A+Annotating+high+confidence+microRNAs+using+deep+sequencing+data%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">MiRBase: Annotating high confidence microRNAs using deep sequencing data.</a> Nucleic Acids Research. 42, 68-73 (2014).</li>
<li>Lorenz, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ViennaRNA+Package+2.0%5BTitle%5D)+AND+%22Algorithms+for+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">ViennaRNA Package 2.0.</a> Algorithms for Molecular Biology. 6 (1), 26(2011).</li>
<li>Wicker, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+transposable+elements+on+genome+structure+and+evolution+in+bread+wheat%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biology%22%5BJournal%5D)">Impact of transposable elements on genome structure and evolution in bread wheat.</a> Genome Biology. 19 (1), 103(2018).</li>
<li>Flavell, R. B., Bennett, M. D., Smith, J. B., Smith, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genome+size+and+the+proportion+of+repeated+nucleotide+sequence+DNA+in+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemical+Genetics%22%5BJournal%5D)">Genome size and the proportion of repeated nucleotide sequence DNA in plants.</a> Biochemical Genetics. 12 (4), 257-269 (1974).</li>
<li>Wicker, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+repetitive+landscape+of+the+5100+Mbp+barley+genome%5BTitle%5D)+AND+%22Mobile+DNA%22%5BJournal%5D)">The repetitive landscape of the 5100 Mbp barley genome.</a> Mobile DNA. 8, 22(2017).</li>
<li>Yang, Q., Ye, Q. A., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+siRNA+production+from+repetitive+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+and+Development%22%5BJournal%5D)">Mechanism of siRNA production from repetitive DNA.</a> Genes and Development. 29 (5), 526-537 (2015).</li>
<li>Lam, J. K. W., Chow, M. Y. T., Zhang, Y., Leung, S. W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((siRNA+versus+miRNA+as+therapeutics+for+gene+silencing%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Therapy.+Nucleic+Acids%22%5BJournal%5D)">siRNA versus miRNA as therapeutics for gene silencing.</a> Molecular Therapy. Nucleic Acids. 4 (9), 252(2015).</li>
<li>Bartel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MicroRNAs+directing+siRNA+biogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Structural+and+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">MicroRNAs directing siRNA biogenesis.</a> Nature Structural and Molecular Biology. 12 (7), 569-571 (2005).</li>
<li>Meng, Y., Shao, C., Wang, H., Chen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+all+the+miRBase-registered+microRNAs+true%3F+A+structure-+and+expression-based+re-examination+in+plants%5BTitle%5D)+AND+%22RNA+Biology%22%5BJournal%5D)">Are all the miRBase-registered microRNAs true? A structure- and expression-based re-examination in plants.</a> RNA Biology. 9 (3), 249-253 (2012).</li>
<li>Berezikov, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolutionary+flux+of+canonical+microRNAs+and+mirtrons+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Genetics%22%5BJournal%5D)">Evolutionary flux of canonical microRNAs and mirtrons in Drosophila.</a> Nature Genetics. 42 (1), author reply 9-10 6-9 (2010).</li>
</ol>

تم استخدام خط أنابيب miRNA الخاص بنا ، SUmir ، لتحديد العديد من miRNAs النباتية على مدار العقد الماضي. هنا ، قمنا بتطوير خط أنابيب جديد ومؤتمت بالكامل ومتاح مجانا لتحديد miRNA والتعليق التوضيحي ، mirMachine. وعلاوة على ذلك، كان عدد من خطوط أنابيب تحديد هوية الحمض النووي الريبوزي المرسال، بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، خط الأنابيب السابق، يعتمد على برنامج UNAfold21، الذي أصبح برنامجا تجاريا بمرور الوقت، على الرغم من أنه كان متاحا مجانا في السابق. لم تعد هذه الآلة الجديدة والمؤتمتة بالكامل تع...

أدى التقدم في تقنيات تسلسل الجيل التالي إلى توسيع فهم هياكل الحمض النووي الريبي والعناصر التنظيمية ، مما كشف عن الحمض النووي الريبي غير المشفر (ncRNAs) المهم وظيفيا. من بين الأنواع المختلفة من الحمض النووي الريبوزي الناقل ، تشكل الحمض النووي الريبي الصغير (miRNAs) فئة تنظيمية أساسية من الحمض النووي الريبي الصغير بطول يتراوح بين 19 و 24 نيوكليوتيدات في النباتات 1,2. منذ اكتشاف أول miRNA في الديدان الخيطية Caenorhabditis elegans3 ، تمت دراسة وجود ووظائف miRNAs على نطاق واسع في الجينوم الحيواني والنباتي وكذلك4،5،6. تعمل miRNAs عن طريق استهداف mRNAs للانقسام أو القمع الانتقالي7. أظهرت الأدلة المتراكمة أيضا أن miRNAs تشارك في مجموعة واسعة من العمليات البيولوجية في النباتات بما في ذلك النمو والتطور8 ، والتكوين الحيوي الذاتي9 ، والعديد من استجابات الإجهاد الحيوي وغير الحيوي10.
في النباتات ، تتم معالجة miRNAs في البداية من نصوص أولية طويلة تسمى pri-miRNAs11. هذه pri-miRNAs الناتجة عن RNA polymerase II داخل النواة هي نسخ طويلة تشكل بنية طي خلفي غير كاملة12. تخضع pri-miRNAs لاحقا لعملية انشقاق لإنتاج سلائف دبوس شعر داخلية مفردة (ss) من miRNAs تسمى pre-miRNAs11. يشكل ما قبل miRNA بنية تشبه دبوس الشعر حيث يتم طي حبلا واحد في هيكل مزدوج تقطعت به السبل لاستئصال miRNA مزدوج (miRNA / miRNA *)13. يقطع البروتين الشبيه ب Dicer كلا شريطي miRNA / miRNA * على الوجهين ، تاركا 2-nucleotide 3'-overlands14,15. يتم ميثيل miRNA المزدوج داخل النواة ، مما يحمي الطرف 3'-من miRNA من التدهور ونشاط اليوريديل16,17. تقوم طائرة هليكوبتر بفك دوبلكس miRNA الميثيلي بعد التصدير وتعرض miRNA الناضج لمجمع الإسكات الناجم عن الحمض النووي الريبي (RISC) في السيتوسول18. أحد حبلا الوجهين هو miRNA ناضج مدمج في RISC ، في حين أن الشريط الآخر ، miRNA * ، متحلل. يرتبط مركب miRNA-RISC بالتسلسل المستهدف مما يؤدي إما إلى تدهور mRNA في حالة التكامل الكامل أو القمع الانتقالي في حالة التكامل الجزئي13.
استنادا إلى ميزات التعبير والتكوين الحيوي ، تم وصف إرشادات التعليق التوضيحي miRNA15,19. مع المبادئ التوجيهية المحددة ، طور لوكاس وبوداك خط أنابيب SUmir لإجراء تماثل قائم على تحديد السيليكو ميرنا في النباتات9. يتكون خط أنابيب SUmir من نصين: SUmirFind و SUmirFold. تقوم SUmirFind بإجراء عمليات بحث عن التشابه مقابل مجموعات بيانات miRNA المعروفة من خلال فحص أداة بحث المحاذاة المحلية الأساسية (BLAST) التابعة للمركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI) مع المعلمات المعدلة لتضمين النتائج التي تحتوي على 2 فقط أو أقل من حالات عدم التطابق ولتجنب التحيز نحو النتائج الأقصر (blastn-short -unapped -penalty -1 -reward 1). يقوم SUmirFold بتقييم البنية الثانوية لتسلسلات miRNA المفترضة من نتائج BLAST20 باستخدام UNAfold21. يميز SUmirFold miRNAs عن الحمض النووي الريبي الصغير المتداخل من خلال تحديد خصائص بنية دبوس الشعر. علاوة على ذلك ، فإنه يميز miRNAs عن ssRNAs الأخرى مثل tRNA و rRNA من خلال المعلمات ، والحد الأدنى لمؤشر طاقة الطي > 0.67 ومحتوى GC من 24-71٪. تم تحديث خط الأنابيب هذا مؤخرا بإضافة خطوتين إضافيتين إلى (i) زيادة الحساسية ، (ii) زيادة دقة التعليقات التوضيحية ، و (iii) توفير التوزيع الجيني لجينات miRNA المتوقعة22. نظرا للحفظ العالي لتسلسل miRNA النباتي23 ، تم تصميم خط الأنابيب هذا في الأصل للتنبؤ ب miRNA القائم على التماثل. ومع ذلك ، لا يمكن تحديد miRNAs الجديدة بدقة من خلال تحليل المعلوماتية الحيوية هذا لأنه يعتمد بشكل كبير على الحفاظ على تسلسل miRNAs بين الأنواع ذات الصلة الوثيقة.
تقدم هذه الورقة خط أنابيب miRNA جديدا ومؤتمتا بالكامل ، mirMachine يمكنه 1) تحديد miRNAs المعروفة والجديدة بشكل أكثر دقة (على سبيل المثال ، يستخدم خط الأنابيب الآن تنبؤات miRNA الجديدة المستندة إلى sRNA-seq بالإضافة إلى تحديد miRNA القائم على التماثل) و 2) مؤتمت بالكامل ومتاح مجانا. تضمنت المخرجات أيضا التوزيعات الجينومية ل miRNAs المتوقعة. تم اختبار mirMachine لكل من التنبؤات القائمة على التماثل والتنبؤات القائمة على sRNA-seq في جينومات القمح والأرابيدوبسيس . على الرغم من إصداره في البداية كبرنامج حر ، إلا أن UNAfold أصبح برنامجا تجاريا في العقد الماضي. مع هذه الترقية ، تم تحويل أداة التنبؤ بالهيكل الثانوي من UNAfold إلى RNAfold بحيث يمكن أن تكون mirMachine متاحة مجانا. يمكن للمستخدمين الآن تنفيذ برنامج نصي قصير للإرسال لتشغيل خط أنابيب mirMachine المؤتمت بالكامل (يتم توفير أمثلة في https://github.com/hbusra/mirMachine.git).

<table><tbody><tr><td>https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/</td><td></td><td></td> <td>Blast+</td></tr><tr><td>https://github.com/hbusra/mirMachine.git</td><td></td><td></td><td>mirMachine البرنامج النصي للتقديم</td></tr><tr><td>https://www.perl.org/get.html</td><td></td><td></td><td>Perl</td></tr><tr><td>https://www.tbi.univie.ac.at/RNA/</td><td></td><td></td> <td>RNAfold</td></tr><tr><td>Arabidopsis TAIR10</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Triticum aestivum (القمح, IWGSC RefSeq v2)</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

mirmachine: متجر شامل لشرح mirna للنبات

mirMachine: A One-Stop Shop for Plant miRNA Annotation

من بين أنواع مختلفة من الحمض النووي الريبي غير المشفر ، يمكن القول إن الحمض النووي الريبي الصغير (miRNAs) كان في دائرة الضوء على مدار العقد الماضي. بصفتها منظمات ما بعد النسخ للتعبير الجيني ، تلعب miRNAs أدوارا رئيسية في المسارات الخلوية المختلفة ، بما في ذلك التطور والاستجابة للإجهاد الحيوي ، مثل الجفاف والأمراض. مكن وجود تسلسلات جينوم مرجعية عالية الجودة من تحديد وشرح miRNAs في العديد من الأنواع النباتية ، حيث يتم حفظ تسلسلات miRNA بشكل كبير. نظرا لأن عمليات تحديد miRNA الحسابية والتعليقات التوضيحية هي في الغالب عمليات معرضة للخطأ ، فإن التنبؤات القائمة على التماثل تزيد من دقة التنبؤ. لقد طورنا وقمنا بتحسين خط أنابيب التعليقات التوضيحية miRNA ، SUmir ، في العقد الماضي ، والذي تم استخدامه للعديد من جينومات النبات منذ ذلك الحين. 
تقدم هذه الدراسة خط أنابيب miRNA جديد مؤتمت بالكامل ، mirMachine (miRNA Machine) ، من خلال (i) إضافة خطوة تصفية إضافية على تنبؤات الهيكل الثانوي ، (ii) جعله مؤتمتا بالكامل ، و (iii) تقديم خيارات جديدة للتنبؤ إما miRNA المعروف بناء على التماثل أو miRNAs الجديدة بناء على قراءات تسلسل الحمض النووي الريبي الصغيرة باستخدام خط الأنابيب السابق. تم اختبار خط أنابيب miRNA الجديد ، mirMachine ، باستخدام مورد معلومات Arabidopsis ، TAIR10 ، وإصدار جينوم Arabidopsis و International Wheat Genom Genocium (IWGSC) الجينوم المرجعي للقمح v2.

تم تطبيق خط أنابيب miRNA ، mirMachine ، الموصوف أعلاه على بيانات الاختبار للتقييم السريع لأداء خط الأنابيب. تم فحص فقط miRNAs النباتية عالية الثقة المودعة في miRBase v22.1 مقابل الكروموسوم 5A من جينوم القمح IWGSC RefSeq v224. أعاد mirMachine_find 312 زيارة للقائمة غير المتكررة المكونة من 189 miRNAs عالية الثقة بحد أقصى واحد من عدم التطابق المسموح به (الجدول 1). mirMachine_fold تصنيف 49 منها على أنها miRNAs مفترضة اعتمادا على تقييم الهيكل الثانوي. كانت المجموعة الأعلى تمثيلا من miR...

هنا ، نقدم خط أنابيب miRNA جديدا ومؤتمتا بالكامل ، mirMachine يمكنه 1) تحديد miRNAs المعروفة والجديدة بشكل أكثر دقة و 2) مؤتمت بالكامل ومتاح مجانا. يمكن للمستخدمين الآن تنفيذ برنامج نصي قصير للإرسال لتشغيل خط أنابيب mirMachine المؤتمت بالكامل.

mirMachine: متجر شامل لشرح miRNA للنبات

Of different types of noncoding RNAs, microRNAs (miRNAs) have arguably been in the spotlight over the last decade. As post-transcriptional regulators of ...

يؤدي التحديد الحسابي للحمض النووي الريبي الصغير إلى تنبؤات إيجابية خاطئة عالية. مع التحديثات الأخيرة ، يوفر mirMachine حساسية عالية وخصوصية في تنبؤات الحمض النووي الريبي الدقيقة المعروفة والجديدة. ثبت أن MirMachine متفوق على أحدث خوارزميات الحمض النووي الريبي الصغير من حيث الحساسية ، كما أن mirMachine الآن مؤتمت بالكامل ومتاح مجانا حتى يتمكن الجميع من استخدامه مع التعليمات المقدمة.يمكن ل MirMachine التنبؤ بالتوزيع على مستوى الجينوم للحمض النووي الريبي الصغير المفترض دون تقييد البيانات الخاصة بالأنسجة والظروف. ومن شأن توافر البيانات الأولية قبل تجربة تسلسل الحمض النووي الريبوزي المرسال أن يسرع عملية التحقق من جينات الحمض النووي الريبي الدقيق المهمة. قبل إعداد الجهاز ، قم بتنزيل تبعيات البرامج وتثبيتها من المواقع الرئيسية المعنية باستخدام الروابط الموجودة في مخطوطة النص.بدلا من ذلك ، هناك طريقة أسهل وأسرع لتثبيت تبعيات البرنامج وهي استخدام السلوك باستخدام الأوامر المتوفرة في مخطوطة النص. قم بتنزيل أحدث إصدار من البرامج النصية mirMachine لمجرد البرنامج النصي لإرسال الماكينة من GitHub. ثم قم بتعيين مسار البرامج النصية في علامة تبويب المسار.تأكد من تنزيل mirMachine وتبعياته بشكل صحيح عن طريق تشغيل mirMachine على بيانات الاختبار من GitHub. تحقق من حالة المهمة على الشاشة من خلال تدفق الإخراج القياسي. بمجرد ظهور كل النص النهائي ، تحكم في ملفات الإخراج.السيطرة على دبابيس الشعر نقطة TBL نقطة خارج ملفات الإخراج TBL. لاحظ تسلسل نجوم miRNA الناضج قبل miRNA و miRNAs على الأعمدة الثاني والثالث والسادس. أوجد موقع الحمض النووي الريبوزي الرسول (miRNAs) المتوقع على الكروموسومات في نهاية كل سطر.ثم تحقق من ملفات السجل لمخرجات البرنامج والتحذيرات. لتحديد الهوية القائمة على التماثل ، قم بتشغيل mirMachine باستخدام البرنامج النصي bash وتحقق من mRNAs المتوقعة. ابحث عن ملف الإخراج لتسلسلات miRNAs الناضجة وأسرع تسلسلات ما قبل miRNA ، بالإضافة إلى ملف الإخراج لملف سجل دبوس الشعر.لتحديد miRNA الجديد ، قم بمعالجة ملفات sRNA-seq Fast Q مسبقا بتنسيق FASTA المناسب. قم بقص المحولات وإزالة القراءات منخفضة الجودة مثل تلك التي تحتوي على N لأن المعالجة المسبقة لقراءات sRNA-seq ليست جزءا من mirMachine. اختر أداة تشذيب ثابتة ومعلمات تشذيب للبيانات المقدمة.تحويل ملف FASTQ إلى ملف FASTA كملف إدخال. إذا تم توفير ملف جدول وفرة ، فاستخدم البرنامج النصي للتعديل المزود مع البرامج النصية mirMachine لتحويل ملف الجدول إلى إدخال FASTA مناسب. ثم قم بتشغيل mirMachine باستخدام البرنامج النصي bash.تحقق من miRNAs المتوقعة. ابحث عن ملف الإخراج لتسلسلات mRNAs المتوقعة و prem miRNA FASTA وملف الإخراج لملف سجل دبوس الشعر. قم بتعيين خيار dash DB إلى قاعدة بيانات انفجار لتخطي قاعدة البيانات المرجعية للبناء داخل خط الأنابيب.اضبط خيار الشرطة M على عدد حالات عدم التطابق المسموح بها والشرطة N على عدد الزيارات المراد إزالتها بعد المحاذاة. تغيير هذا على أساس الأنواع. استخدم الشرطة الطويلة لتقييم الهياكل الثانوية لقائمة المشتبه بهم ، والشرطة لتنشيط تنبؤ miRNA الجديد بناء على بيانات sRNA-seq.اضبط خيار dash L max على الحد الأقصى لطول قراءات S RNA-seq لتضمينها في الفحص وخيار dash L min إلى الحد الأدنى لطول قراءات sRNA-seq في الفحص. استخدم خيار dash RPM لتعيين عتبة القراءات لكل مليون. في التحليل التمثيلي.يتم عرض توزيع عائلات mRNA من الكروموسوم خمسة A من القمح IWGSC. كانت المجموعة الأعلى تمثيلا من mRNAs هي miR9666 مع 18 miRNAs محددة. أداء الآلة على أرابيدوبسيس ثاليانا وأنواع القمح مقارنة ب miRDP2.أظهرت مقارنات الحساسية والإيجابية الثانية أن mirMachine تفوقت على miRDP2 في بيانات Arabidopsis. بالنسبة لبيانات القمح ، قدم التنبؤ القائم على التماثل مع أدلة التعبير حساسية أفضل من miRDP2. بالنسبة لكلا الجينومين ، تنبأ miRDP2 بعدد أكبر من الإيجابيات الحقيقية من sRNAs-seq والتنبؤات القائمة على التماثل.قد يكون إعداد التطبيق المطلوب مرهقا للمستخدم عديم الخبرة. اتباع هذا الفيديو التعليمي من شأنه أن يساعد. سيشجع تصور عملية التثبيت الباحثين غير الحسابيين على الدخول في بعض الحوسبة الأساسية.بالإضافة إلى ذلك ، فإن التحقيق في ملفات الإخراج في الفيديو سيساعد المستخدمين بالتأكيد على تفسير نتائجهم.

mirmachine-a-one-stop-shop-for-plant-mirna-annotation

Research

JoVE Journal

Biology

علم الأحياء

ووصف الإجراء بسيطة مخصصة لأداء التجارب ميكروأري microRNA. وتشمل الخطوات عزل الحمض النووي الريبي ، والحمض النووي الريبي العلامات المرجعية ، التهجين العينات الى ميكروأرس ، ميكروأرس مسح وقياس الاشارات التهجين.

تجارب أداء مخصص ميكروأري MicroRNA

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

نقدم هنا بروتوكولا مفصلاً لكفاءة صنع إنسان-وهيتيروجرافتس بين البطيخ والقرع زجاجة، بالإضافة إلى أساليب أخذ عينات الأنسجة وتوليد البيانات، وتحليل البيانات، لتحقيق ميكرورناس الباردة المراعية.

توليد هومو-وهيتيروجرافتس بين البطيخ والقرع زجاجة لدراسة MicroRNAs المراعية للبرد

وهناك خط أنابيب المعلوماتية الحيوية ، وهي miRDeep-P2 (miRDP2 لفتره قصيرة) ، مع تحديث معايير ميرنا النبات وخوارزميه إصلاحها ، يمكن بدقه وكفاءه تحليل ميكرورنا النصوص في النباتات ، وخاصه بالنسبة للأنواع مع الجينوم المعقدة والكبيرة.

خط أنابيب المعلوماتية الحيوية لتحليل بدقه وكفاءه الناسخ ميكرورنا في النباتات

هنا، نقوم بوصف استراتيجية خطوة بخطوة لعزل RNAs الصغيرة، وإثراء microRNAs، وإعداد عينات لتسلسل الإنتاجية العالية. ثم نقوم بوصف كيفية معالجة تسلسل القراءة ومحاذاتها إلى microRNAs، وذلك باستخدام أدوات مفتوحة المصدر.

خط أنابيب كامل لعزل وتسلسل MicroRNAs، وتحليلها باستخدام أدوات المصادر المفتوحة

نقدم بروتوكول تعويض مكتبة RNA صغيرة مفصلة مع تحيز أقل من الأساليب القياسية وزيادة الحساسية لRNAs 2'-O-methyl. ويمكن اتباع هذا البروتوكول باستخدام الكواشف محلية الصنع لتوفير التكلفة أو استخدام مجموعات للراحة.

تحسين الحمض النووي الريبي الصغيرة-seq: أقل التحيز والكشف أفضل من RNAs 2'-O-Methyl

وصف هنا هو بروتوكول لتوصيف وحدات miRNAs التازر بيولوجيا وتجميعها في الجينات القصيرة ، والذي يسمح التعبير الفوقي في وقت واحد لتطبيقات العلاج الجيني.

توصيف miRNAs المرتبطة وظيفيا في الورم الصفراوي وهندستها إلى مجموعات اصطناعية للعلاج الجيني

يوضح هذا الأسلوب استخدام تقنية التهجين الشمالي للكشف عن الميرناس من إجمالي استخراج الحمض النووي الريبي.

تحليل RNA لطخة للكشف عن و الكم من MicroRNAs النبات

قمنا بتطوير فحص مراسل التكوين الحيوي للحمض النووي الريبوزي المرسال الميكروي الإنتروني لاستخدامه في الخلايا في المختبر مع أربعة بلازميدات: واحد مع miRNA intronic ، واحد مع الهدف ، واحد للمبالغة في التعبير عن بروتين تنظيمي ، وواحد ل Renilla luciferase. تمت معالجة miRNA ويمكنه التحكم في تعبير luciferase عن طريق الارتباط بالتسلسل المستهدف.

فحص مراسل لتحليل نضج الحمض النووي الريبي الميكروي الإنتروني في خلايا الثدييات

يصف هذا البروتوكول سير عمل التحرير الجيني للتحرير الجيني للتكرار الباليندرومي القصير (CRISPR) عالي الإنتاجية المتجمع بانتظام لتحليل شبكة مجموعة microRNA التي تسمح بالتوليد السريع للوحة من خطوط الخلايا المعدلة وراثيا التي تحمل مجموعات فريدة من نوعها لحذف أعضاء مجموعة miRNA بحجم 35 كيلو بايت في تجربة واحدة.

أداة تحرير الجينات كريسبر لتحليل الشبكة العنقودية MicroRNA

يصف البروتوكول مقايسة تهجين التألق المناعي الترادفي مع الأنسجة المضمنة بالبارافين المثبت بالفورمالين لاكتشاف وقياس الحمض النووي الريبي الصغير والبروتينات متعددة الإرسال في وقت واحد.

تضخيم الحمض النووي الريبي الصغير والتعرف عليه من خلال التهجين الموضعي الموضعي كطريقة جديدة للكشف والقياس الكمي

اكتشف خط أنابيب mirMachine الآلي لتحديد microRNAs المعروفة والجديدة بدقة عالية. يتفوق على خوارزميات miRDP2 في الحساسية ويتنبأ بالتوزيع الجينومي في Arabidopsis thaliana والقمح.

mirMachine: متجر شامل لشرح miRNA للنبات

استكشف المزيد من الفيديوهات