Name: ITS2序列数据库 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-03-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 17 s
Description: 探索ITS2序列数据库进行系统发育分析，整合序列数据与二级结构信息。该数据库提供隐马尔可夫模型注释、同源建模结构预测及保守基序搜索功能，助力研究人员高效完成ITS2序列注释与系统发育推断。

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我们诚挚感谢维尔茨堡大学生物中心ITS2团队提供的丰富而宝贵的反馈。同时感谢德国研究基金会（DFG；资助号 Mu-2831/1-1）提供的经费支持。

1. ITS2序列的正确注释
<ol>
 <li> 在此处访问 ITS2 数据库系统发育工作台：<a href="http://its2.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de" target="_blank">http://its2.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de</a> </li>
 <li> 在“工具”部分点击“注释”图标以开始分析。然后，在网站顶部的序列编辑器中输入或粘贴您的序列。序列编辑器将自动检查您的 ITS2 序列是否有效。 </li>
 <li> 选择适用于您序列的 HMM 模型（例如，植物选择 Viridiplantae）。 </li>
 <li> 点击“注释”以启动流程。 </li>
 <li> 将鼠标悬停在“杂交”图标上，可查看 5.8S 与 28S rRNA 杂交结构的图像，以验证 HMM 注释的准确性。 </li>
 <li> 点击结果 ITS2 序列旁的绿色加号，选择二级结构预测方式：若无需已知模板进行结构预测，请点击“预测结构”；若希望使用自定义模板进行同源建模，请点击“建模结构”。 </li>
</ol>
2. 二级结构预测
<ol>
 <li>预测
 <ol>
 <li> 已注释的 ITS2 序列将自动粘贴到序列编辑器中。 </li>
 <li> 若要使用默认设置开始二级结构预测，请点击“Predict structures”按钮。 </li>
 <li>通过点击绿色加号，然后选择“Add to pool”，将生成的包含建模二级结构的 ITS2 序列保存至数据池。或者，您也可以通过拖放方式将其添加至数据池（图 1）。 </li>
 <li>如果序列无法直接折叠，则会显示同源建模的最佳结果。请通过拖放方式将最合适的序列-结构组合保存至数据池。或者，通过右键点击，然后选择“Add to pool”来保存该序列-结构组合。 </li>
 </ol>
 </li>
 <li> 自定义建模
 <ol>
 <li> 在上方的序列编辑器中输入或粘贴一个或多个具有已知结构的模板序列。 </li>
 <li> 在下方的序列编辑器中输入或粘贴一个或多个无结构的靶序列。 </li>
 <li> 点击“Predict best template(s)”以使用默认设置启动同源建模。 </li>
 <li> 结果列表中将显示最佳的模板-靶序列组合。 </li>
 <li> 可通过拖放至数据池，或通过右键点击后选择“Add to pool”，将您选定的建模后的序列-结构保存至数据池。 </li>
 </ol>
 </li>
</ol>
3. 模体搜索
<ol>
 <li> 在网站顶部的序列编辑器中输入或粘贴您的查询序列。 </li>
 <li> 选择正确的 HMM 模型（例如，植物选择 Viridiplantae）。
 3.3. 点击“Motif search”以启动流程。 </li>
 <li> 带有高亮显示基序的 ITS2 序列将在网站底部展示。</li>
 <li> 点击序列标题旁的图标，以在二级结构中显示高亮的基序。 </li>
</ol>
4. 搜索与浏览
<ol>
 <li> 搜索
 <ol>
 <li> 在网站顶部的搜索框中输入分类单元名称或 GenBank 标识符（GI）。</li>
 <li> 输入分类单元名称时，系统将自动弹出实时搜索框以提供支持。</li>
 <li> 可通过逗号分隔多个查询词进行批量搜索。</li>
 <li> 点击“搜索”按钮以执行搜索。</li>
 <li> 搜索结果将在新标签页中以列表形式显示。</li>
 <li> 点击某一列的列名可按该列对结果进行排序。您也可通过列菜单添加或移除指定的列，列菜单可通过点击列名旁出现的箭头图标进入。</li>
 <li> 点击“显示详情”以查看某条序列-结构对的详细信息。</li>
 <li> 可通过拖放至数据池，或右键点击后选择“添加到池”来保存您选定的序列-结构对。</li>
 <li> 若要将结果保存至外部文件，请点击“保存所选”或“保存全部”。</li>
 </ol>
 </li>
 <li> 浏览
 <ol>
 <li> 通过网站左侧的树状结构导航，浏览 ITS2 数据库。</li>
 <li> 点击加号可展开下一级分类单元。</li>
 <li> 点击分类单元名称，将在新标签页中打开该分类单元包含的所有序列-结构对。</li>
 <li> 点击“显示详情”以查看某对序列-结构的详细信息。</li>
 <li> 可通过拖放至数据池，或右键点击后选择“添加到池”来保存您选定的序列-结构对。</li>
 <li> 若要将结果保存至外部文件，请点击“保存所选”或“保存全部”。</li>
 </ol>
 </li>
</ol>
5. ITS2 Blast
<ol>
 <li> 在序列编辑器中输入或粘贴一条或多条查询序列。您的序列可以是普通的核苷酸序列，也可以是序列-结构对。您也可以在一条序列下方输入多个二级结构。勾选“序列化 XXFASTA 序列”复选框后，这些结构将被用作独立的查询项。</li>
 <li> 若要使用默认设置启动 BLAST，请点击“Blast”按钮。根据您的查询类型，系统将执行标准的 BLASTN 或 ITS2 序列-结构 BLAST。</li>
 <li> 在出现的“BLAST 结果”标签页内，每条查询序列都会生成一个子标签页，同时还会显示已执行搜索的概览。</li>
 <li> 点击“显示比对结果”以查看计算得到的 BLAST 比对结果。</li>
 <li> 通过拖放操作将您选择的 BLAST 结果保存至数据池，或通过右键点击并选择“添加到池中”进行保存。</li>
 <li> 若要将结果保存为外部文件，请点击“保存选中项”或“保存全部”。</li>
</ol>
6. 多序列-结构比对
<ol>
 <li> 点击“管理数据集”，然后点击数据池中序列数量旁边的放大镜图标，查看您的数据池。或者，您也可以点击网站左下角的数据池标志。 </li>
 <li> 点击数据池中的一个序列-结构对，以查看其详细信息。 </li>
 <li> 若要对数据池中所有序列-结构对创建多序列-结构比对，请点击“分析数据集”，然后选择“序列与结构”。 </li>
 <li> 此时系统将提示您选择比对的图形显示模式。如果您的比对仅包含少量序列，请点击“否”以取消简洁模式；否则，请点击“是”选择简洁图形模式。 </li>
 <li> 片刻之后，您的比对结果将在新标签页中显示（图2）。此外，该比对结果将自动保存至数据池中。 </li>
 <li> 若要将比对结果保存为外部文件，请点击“保存比对”。 </li>
</ol>
7. 系统发育树
<ol>
 <li>要基于多序列比对结果计算序列-结构的邻接树，请点击“Analyze Dataset”，然后选择“Neighbor Joining”。</li>
 <li>生成的系统发育树将在新标签页中显示（图3）。</li>
 <li>可通过滚动条“Zoom tree”自由调整树状图的缩放比例。</li>
 <li>通过点击树中的某个节点或叶节点，然后选择“Reroot at this node”，可对系统发育树重新定根。</li>
 <li>若要从数据集中移除某一分类单元，请点击对应的叶节点并选择“Remove this node from pool”。随后，您可基于减少分类单元后的取样重新计算比对结果和系统发育树。</li>
 <li>点击“Save tree”，可将系统发育树作为分析的最终结果保存为外部的 NEWICK 文件。</li>
</ol>
8. 其他软件
<ol>
 <li>点击“关于本网站”-“工具”，以获取有关独立工具 4SALE 和 ProfDistS 的更多详细信息。</li>
 <li>除了 ITS2 数据库网页界面提供的比对和邻接法功能外，您现在还可以使用多种新功能，例如基于互补碱基变化（CBCs）的物种界定。</li>
</ol>
9. 代表性结果
上述工作流程已成功应用于多项开放获取调查3,4。示例可通过以下链接查看：
<ul>
 <li><a href="http://www.plosone.org/article/info%3Adoi/10.1371/journal.pone.0016931" target="_blank"> http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0016931</a></li>
 <li><a href="http://www.biomedcentral.com/1756-0500/3/320" target="_blank"> http://www.biomedcentral.com/1756-0500/3/320</a> </li>
</ul>
在这些大规模研究中，我们能够以高分辨率解析绿藻门（Chlorophyta）以及灰藓目（Hypnales，苔藓植物门）的系统发育关系。在这两个案例中，均从 ITS2 数据库9中获取了全面的分类单元取样，使用 4SALE15,16 进行自动序列-结构比对，最后通过 ProfDistS17 构建系统发育树。所有这些步骤均同时利用了序列与结构信息。系统发育骨架的自展支持率通过轮廓邻接法（Profile Neighbor Joining, PNJ）19 获得，该方法可在 ProfDistS 的独立版本中使用。
对于少量序列-结构配对，图1至图3在新的ITS2数据库工作台上演示了该自动化工作流程5的关键步骤：物种取样、多序列-结构比对，以及最终的系统发育树构建。
<img src="/files/ftp_upload/3806/3806fig1.jpg" alt="图1" /> 
图1. 通过拖放进行分类单元取样。在任何时候，均可通过拖放等方式将序列或序列-结构对添加至数据池中。此处是在完成二级结构预测后，通过拖放方式添加一个序列-结构对。蓝色椭圆标示了将序列-结构对拖入数据池的区域。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/3806/3806fig1large.jpg" target="_blank">点击此处查看该图像的完整尺寸版本。</a>
<img src="/files/ftp_upload/3806/3806fig2.jpg" alt="图2" /> 
图2. 全图形模式下的多序列-结构比对。对于数据池中的少数序列，选择了全图形模式。碱基以不同颜色显示；通过点击碱基对中的一个碱基或括号，可用红色圆圈高亮显示该碱基对。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/3806/3806fig2large.jpg" target="_blank">点击此处查看该图像的完整尺寸版本。</a> 
<img src="/files/ftp_upload/3806/3806fig3.jpg" alt="图3" /> 
图3. 序列-结构邻接树。基于七个分类单元的多序列-结构比对所计算出的可自由缩放的系统发育树，可保存为NEWICK格式。

<ol><li>Keller, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Including+RNA+secondary+structures+improves+accuracy+and+robustness+in+reconstruction+of+phylogenetic+trees%5BTitle%5D)+AND+%22Biology+Direct%22%5BJournal%5D)">Including RNA secondary structures improves accuracy and robustness in reconstruction of phylogenetic trees.</a> Biology Direct. 5, 4-4 (2010).</li>
<li>Schultz, J., Maisel, S., Gerlach, D., Müller, T., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+common+core+of+secondary+structure+of+the+internal+transcribed+spacer+2+%28ITS2%29+throughout+the+Eukaryota%5BTitle%5D)+AND+%22RNA%22%5BJournal%5D)">A common core of secondary structure of the internal transcribed spacer 2 (ITS2) throughout the Eukaryota.</a> RNA. 11, 361-364 (2005).</li>
<li>Buchheim, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Internal+Transcribed+Spacer+2+%28nu+ITS2+rRNA%29+Sequence-Structure+Phylogenetics%3A+Towards+an+Automated+Reconstruction+of+the+Green+Algal+Tree+of+Life%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Internal Transcribed Spacer 2 (nu ITS2 rRNA) Sequence-Structure Phylogenetics: Towards an Automated Reconstruction of the Green Algal Tree of Life.</a> PLoS ONE. 6, 16931-16931 (2011).</li>
<li>Merget, B., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+molecular+phylogeny+of+Hypnales+%28Bryophyta%29+inferred+from+ITS2+sequence-structure+data%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Research+Notes%22%5BJournal%5D)">A molecular phylogeny of Hypnales (Bryophyta) inferred from ITS2 sequence-structure data.</a> BMC Research Notes. 3, (2010).</li>
<li>Schultz, J., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ITS2+sequence-structure+analysis+in+phylogenetics%3A+a+how-to+manual+for+molecular+systematics%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Phylogenetics+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">ITS2 sequence-structure analysis in phylogenetics: a how-to manual for molecular systematics.</a> Molecular Phylogenetics and Evolution. 52, 520-523 (2009).</li>
<li>Coleman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ITS2+is+a+double-edged+tool+for+eukaryote+evolutionary+comparisons%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Genetics%22%5BJournal%5D)">ITS2 is a double-edged tool for eukaryote evolutionary comparisons.</a> Trends in Genetics. 19, 370-375 (2003).</li>
<li>Coleman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+significance+of+a+coincidence+between+evolutionary+landmarks+found+in+mating+affinity+and+a+DNA+sequence%5BTitle%5D)+AND+%22Protist%22%5BJournal%5D)">The significance of a coincidence between evolutionary landmarks found in mating affinity and a DNA sequence.</a> Protist. 151, 1-9 (2000).</li>
<li>Müller, T., Philippi, N., Dandekar, T., Schultz, J., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinguishing+species%5BTitle%5D)+AND+%22RNA%22%5BJournal%5D)">Distinguishing species.</a> RNA. 13, 1469-1472 (2007).</li>
<li>Koetschan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ITS2+Database+III-sequences+and+structures+for+phylogeny%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">The ITS2 Database III-sequences and structures for phylogeny.</a> Nucleic Acids Research. 38, 275-279 (2010).</li>
<li>Keller, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((5.8+S-28S+rRNA+interaction+and+HMM-based+ITS2+annotation%5BTitle%5D)+AND+%22Gene%22%5BJournal%5D)">5.8 S-28S rRNA interaction and HMM-based ITS2 annotation.</a> Gene. 430, 50-57 (2009).</li>
<li>Benson, D., Karsch-Mizrachi, I., Lipman, D., Ostell, J., Sayers, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GenBank%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">GenBank.</a> Nucleic Acids Research. 39, 32-37 (2011).</li>
<li>Markham, N., Zuker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Software+for+nucleic+acid+folding+and+hybridization%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Software for nucleic acid folding and hybridization.</a> Methods in Molecular Biology. , 453-453 (2008).</li>
<li>Wolf, M., Achtziger, M., Schultz, J., Dandekar, T., Müller, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Homology+modeling+revealed+more+than+20%2C000+rRNA+internal+transcribed+spacer+2+%28ITS2%29+secondary+structures%5BTitle%5D)+AND+%22RNA%22%5BJournal%5D)">Homology modeling revealed more than 20,000 rRNA internal transcribed spacer 2 (ITS2) secondary structures.</a> RNA. 11, 1616-1623 (2005).</li>
<li>Altschul, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gapped+BLAST+and+PSI-BLAST%3A+a+new+generation+of+protein+database+search+programs%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs.</a> Nucleic Acids Research. 25, 3389-3402 (1997).</li>
<li>Seibel, P., Müller, T., Dandekar, T., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronous+visual+analysis+and+editing+of+RNA+sequence+and+secondary+structure+alignments+using+4+SALE%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Research+Notes%22%5BJournal%5D)">Synchronous visual analysis and editing of RNA sequence and secondary structure alignments using 4 SALE.</a> BMC Research Notes. 1, (2008).</li>
<li>Seibel, P., Müller, T., Dandekar, T., Schultz, J., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((4+SALE+-+A+tool+for+synchronous+RNA+sequence+and+secondary+structure+alignment+and+editing%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">4 SALE - A tool for synchronous RNA sequence and secondary structure alignment and editing.</a> BMC Bioinformatics. 7, (2006).</li>
<li>Wolf, M., Ruderisch, B., Dandekar, T., Schultz, J., Müller, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ProfDistS%3A%28profile-%29+distance+based+phylogeny+on+sequence-structure+alignments%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">ProfDistS:(profile-) distance based phylogeny on sequence-structure alignments.</a> Bioinformatics. 24, 2401-2402 (2008).</li>
<li>Saitou, N., Nei, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neighbor-joining+method%3A+a+new+method+for+reconstructing+phylogenetic+trees%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Biology+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees.</a> Molecular Biology and Evolution. 4, 406-425 (1987).</li>
<li>Müller, T., Rahmann, S., Dandekar, T., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accurate+and+robust+phylogeny+estimation+based+on+profile+distances%3A+a+study+of+the+Chlorophyceae+%28Chlorophyta%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Evolutionary+Biology%22%5BJournal%5D)">Accurate and robust phylogeny estimation based on profile distances: a study of the Chlorophyceae (Chlorophyta.</a> BMC Evolutionary Biology. 4, (2004).</li>
<li>Ludwig, W. olfgang <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ARB%3A+a+software+environment+for+sequence+data%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">ARB: a software environment for sequence data.</a> Nucleic Acids Research. 32, 1363-1371 (2004).</li>
<li>Néron, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mobyle%3A+a+new+full+web+bioinformatics+framework%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">Mobyle: a new full web bioinformatics framework.</a> Bioinformatics. 25, 3005-3011 (2009).</li>
<li>Camin, J. H., Sokal, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+deducing+branching+sequences+in+phylogeny%5BTitle%5D)+AND+%22Evolution%22%5BJournal%5D)">A method for deducing branching sequences in phylogeny.</a> Evolution. 19, 311-326 (1965).</li>
<li>Felsenstein, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolutionary+trees+from+DNA+sequences%3A+a+maximum+likelihood+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+Evolution%22%5BJournal%5D)">Evolutionary trees from DNA sequences: a maximum likelihood approach.</a> Journal of Molecular Evolution. 17, 368-376 (1981).</li>
</ol>

未声明任何利益冲突。

ITS2 数据库是一个完整且功能完备的基于内转录间隔区 2（ITS2）序列-结构的系统发育学工作平台。该网站操作极为快速且直观。与其他仅能处理序列和/或共识结构信息的基于网页的系统发育工作平台（如 ARB20 或 Mobyle21）不同，ITS2 数据库9能够同时考虑每个分类单元的序列及其各自的二级结构。然而，由于网页服务器计算能力的限制，对于大规模数据集，强烈建议分别使用独立工具 4SALE15,16 和 ProfDistS17 进行多序列比对和邻接法（Neighbor Joining）18 分析。除了基本的 ITS2 序列-结构系统发育分析流程5 外，这些工具还具备多种附加功能，例如计算自举重复值（bootstrap replicates）、轮廓邻接法（Profile Neighbor Joining, PNJ）19，或基于互补碱基变化（compensatory base changes, CBCs）8 的物种界定分析。这些工具可通过“关于本网站”-“工具”部分进行下载并获取详细信息。使用 4SALE 和 ProfDistS 时，必须始终将文件转换为正确的格式。供 4SALE 处理的分类单元采样文件必须以 .fasta 或 .txt 为扩展名，而作为 ProfDistS 输入的序列-结构比对文件则必须以 .xfasta 为扩展名。
我们目前正在 ITS2 数据库及相关工具中实施用于系统发育树构建的替代方法。因此，基于序列-结构的简约法22和/或最大似然法23将在未来提供使用。

<table><tbody><tr><td>互联网接入</td><td></td><td></td><td>建议使用高速网络</td></tr><tr><td>ITS2 数据库&lt;sup&gt;9&lt;/sup&gt;</td><td>维尔茨堡大学</td><td></td><td>网站：&lt;a href=&quot;http://its2.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de">http://its2.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>软件：4SALE&lt;sup&gt;15,16&lt;/sup&gt;</td><td>维尔茨堡大学</td><td></td><td>下载地址：&lt;a href=&quot;http://4sale.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de/">http://4sale.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de/&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>软件：ProfDistS&lt;sup&gt;17&lt;/sup&gt;</td><td>维尔茨堡大学</td><td></td><td>下载地址：&lt;a href=&quot;http://profdist.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de/">http://profdist.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de/&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

its2 数据库

The ITS2 Database

内转录间隔区2（ITS2）作为系统发育标记已被使用了二十多年。由于ITS2研究主要集中在高度变异的ITS2序列上，这使得该标记仅限于低分类阶元的系统发育分析。然而，将ITS2序列与其高度保守的二级结构相结合，能够提高系统发育分辨率1，并可在多个分类等级上进行系统发育推断，包括物种界定2-8。
ITS2数据库9提供了一个来自NCBI GenBank11的内部转录间隔区2（ITS2）序列的详尽数据集，并进行了准确的重新注释10。在通过轮廓隐马尔可夫模型（HMMs）进行注释后，预测每条序列的二级结构。首先，检测基于最小自由能的折叠方法12（直接折叠）是否能形成正确的四螺旋构型。若不能，则采用同源建模方法13预测其结构。在同源建模中，将已知的二级结构迁移至另一条ITS2序列，该序列无法通过直接折叠形成正确的二级结构。
ITS2 数据库不仅是一个用于存储和检索 ITS2 序列-结构的数据库，还提供了多种工具来处理您自己的 ITS2 序列，包括基于序列-结构联合信息的注释、结构预测、基序检测以及 BLAST14 搜索。此外，该数据库整合了 4SALE15,16 和 ProfDistS17 的精简版本，用于进行多序列-结构比对计算以及邻接法18 系统发育树的构建。这些工具共同构成了一个连贯的分析流程，可从一组初始序列出发，基于序列和二级结构信息推导出系统发育关系。
简而言之，该工作平台将最初的系统发育分析简化为仅需几次鼠标点击即可完成的操作，同时还提供了用于全面大规模分析的工具和数据。

ITS2数据库是一个用于系统发育推断的工作平台，可同时分析内转录间隔区2（ITS2）的序列及其二级结构。该平台包含数据收集与精确注释、结构预测、序列-结构多序列比对以及快速建树等功能。简而言之，该工作平台将初步的系统发育分析简化为几次简单的点击操作。

ITS2 数据库

内转录间隔区2（ITS2）作为系统发育标记已使用了二十多年。由于ITS2的研究主要集中在非常...

内转录间隔区二核糖体基因（ITS2）是分子系统学中最重要的标记之一。过去20年的研究主要集中在利用ITS2序列进行系统发育重建。然而，由于多种原因，ITS2的二级结构在系统发育推断领域正日益得到应用。二级结构分析扩展了该分子标记在分类学上的适用范围，而进化迅速因而高度变异的ITS2序列则主要适用于物种水平或更低分类阶元的系统发育分析。由于ITS2二级结构包含四个特征性茎环结构，具有高度保守性，因此加入结构信息后可同时实现较高分类阶元的分析。因此，二级结构分析的结果能够提升基于一级序列所获得的系统发育分辨率。大家好，亲爱的同事们，我叫 Matthias Wolf。我在 I ts two proof 已经工作了将近八年，目前在德国维尔茨堡大学生物中心的生物信息学系工作。今天，我们将为您介绍一段简短的视频，内容是关于如何使用ITS2数据库。大家好，我是Y. Chu。制作这段视频的原因在于，ITS2数据库实际上不仅是一个存储数据库，我们还提供了大量工具，可帮助您提升系统发育分析的水平。在本视频中，我们将向您展示如何使用这些工具，以及如何将这些工具连接在一起。正确。IT序列的界定对于结构预测至关重要。因此，已开发出基于隐马尔可夫模型注释的网页界面。为了正确注释您的 ITS2 序列，您可以将序列粘贴到网站顶部的序列编辑器中。通过加载示例序列“plans”可演示此操作。序列编辑器本身会检查您的 ITS2 序列是否有效，并输出相应的错误信息。例如，当使用非PAC字符时，在选择正确的隐马尔可夫模型（HMM）后，可通过点击开始分析流程，对每个5.8S和28S rRNA进行注释。程序识别出的序列将被移除，保留正确注释的ITS2序列，这些序列位于两者之间。最终，显示被界定的ITS2序列以及预测的5.8S与28S rRNA杂交结构。为了验证HMM注释的准确性，在完成新保留的ITS2序列注释后，可通过两种方法确定其二级结构。首个预测可通过同源建模实现，即利用数据库中完整的序列和结构作为模板。要预测您所注释序列的结构，请点击“预测结构”中的两个序列。如果您的两个序列能够直接折叠成典型的its two级结构，结果将立即显示。现在可以选择多种选项来进一步处理您的序列结构，包括将其添加到您的数据池中。如果在此处发现两个序列无法直接折叠，则会针对数据库执行BLAST搜索。结果页面将显示最佳的BLAST匹配结果，包括以每个同源模板进行的同源建模。单击加号即可显示详细信息，您可以选择任意的序列-结构对，并通过拖放或右键单击使用上下文菜单将其添加到数据池中。另一种方法是手动输入一个或多个序列，包括其二级结构作为模板，以便将最合适的二级结构转移至您的查询序列。此过程可通过加载多模板示例文件进行演示。单击“预测最佳模板”后，系统将使用默认设置进行同源建模。同源建模程序会计算所有结构之间的相互比对，并显示最佳的查询序列与模板组合。在生成的结果表格中，您可以查看哪些模板成功利用其二级结构对一个或多个查询序列进行了建模。同样，通过点击加号可以展开结果的详细信息，因为完整的同源建模方法与ITS二无关。该方法可用于预测任意RNA的二级结构，前提是存在已知结构的同源分子。此外，所得的序列-结构配对可通过拖放操作或通过右键点击打开的上下文菜单添加到数据池中。除了整体结构外，I TS2 还具有若干保守的基序，例如位于第三螺旋顶端上游的 A-U-G-G-U 序列，以及第二螺旋中错配区域的尿嘧啶-尿嘧啶（UU）错配形成的边缘-嘧啶结构。该 UU 错配两侧分别分布有两个基序：一个位于第二螺旋左侧，另一个位于第二与第三螺旋之间，并包含一个额外的三联腺嘌呤（A）核苷酸。我们将这些序列基序转化为 hms 后，现可实现对目标序列中此类基序的识别。为了搜索这些模体，请将查询序列输入搜索框并选择正确的模型。同样，可通过加载“植物”示例文件来演示此操作。要开始计算，请点击“模体搜索”。发现其两个动机在您的查询序列中已被注释并高亮显示。从 I Ts two 数据库中检索其两个序列结构对的一种方法是使用搜索功能。该功能允许用户通过分类名称或 GenBank 标识符来搜索序列结构。若要通过 GenBank 编号搜索序列结构，请在搜索框中输入 GI 编号，然后点击搜索。搜索结果列表将出现在新标签页中。点击“显示详情”可查看某条序列结构的详细信息。此外，您可以通过点击“按拖放显示序列结构”或通过右键单击上下文菜单，在标签页内展示所有匹配结果的序列 S 方向。可选择的序列结构可被添加至数据池中。除了通过 gi 号搜索序列-结构配对外，您还可以在搜索框中输入分类名称，系统将自动弹出实时搜索框提供支持。当新标签页出现并列出所有匹配结果后，您可以使用与之前相同的各项功能。例如，通过拖放方式向数据池中添加筛选项。从数据库中获取序列-结构配对的第二种方法是浏览功能。此处，文本经过分类整理。根据 NCBI 分类学数据库，数据可通过网站左侧的树状结构进行访问。点击加号即可显示其下一级的分类内容。单击分类名称，即可打开一个新标签页，其中包含该分类单元的每条序列结构及其配对信息。除了可通过CEM数据库编号或物种信息搜索序列和结构外，I Ts two数据库还提供基于BLAST的搜索功能。然而，标准的BLAST分析通常难以识别远缘相关的序列。由于序列差异较大，其两个序列难以比对。为了克服这一障碍，我们采用了一种基于序列和结构的blast搜索方法，在同源性搜索中引入了关于高度保守结构的信息。该方法通过将序列结构转化为12个字母的伪蛋白质序列来实现。因此，从任何感兴趣的序列开始并覆盖广泛分类范围的物种取样，已变得与进行一次BLAST搜索一样简单。要执行BLAST搜索，可将查询序列输入序列编辑器中。如果您的查询序列为不含结构的普通核苷酸序列，则使用常见的 blast n 算法；而对于包含二级结构的序列，将采用 ITS two blast 算法。通过点击 blast 按钮启动该过程。片刻之后，您的 blast 结果将显示在一个新标签页中。您会看到每个查询序列对应一个标签页。单击“显示比对”后，您可以像之前一样滚动浏览比对结果，并选择您需要的序列-结构配对，将其加入数据池中。在处理 ITS 两个数据库的过程中，您的数据池中可能已积累了多个序列结构。您可以随时访问数据池并查看其内容。接下来的分析步骤是进行多序列结构比对。单击“分析数据集”，然后选择“序列与结构”以执行序列-结构比对。此时，系统将要求您选择比对的图形显示模式。对于大量序列，建议选择简约版本。由于我们的数据池仅包含少数序列结构，因此我们选择全图模式。计算完成后，比对结果将被添加到您的数据池中。通过高亮显示一个碱基对的一侧，其对应的另一侧将自动被高亮显示。最后，单击“保存比对”即可安全保存比对结果。当您对序列结构比对的质量满意后，可单击“分析数据集”，然后选择“邻接法”，以计算系统发育邻接树。生成的树将显示在新标签页中。您可以使用滚动条自由缩放系统发育树，通过点击树中的任意节点或叶节点来重新布线该树，并在该节点处进行重新布线。如果要从数据池中移除某个分类单元，请点击对应的叶节点，然后选择“从此数据池中移除该节点”。现在，您可以点击“保存树”来重新计算经过减少分类单元取样的比对和系统发育树。您可以将系统发育树保存为NU格式。点击“关于本网站”，然后选择“工具”，以获取有关正在销售的独立工具及专业版的更多信息。除了通过 I Ts two 数据库网页界面提供的邻接法（Neighbor joining）比对功能外，您现在还可以使用多种新功能，例如基于补偿性碱基变化的物种界定（species Delimitation）。在过去的几分钟里，我们向您展示了一些技巧，帮助您提升系统发育分析的质量。我们演示了如何从 I Ts two 数据库中获取数据，使用 four cell 进行序列比对，并最终利用 Pro S 构建系统发育树。在所有这些步骤中，我们不仅考虑了序列信息，还整合了序列与二级结构信息。当然。希望您喜欢我们这部小影片以及繁重的系统发育树构建过程。晚安。

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ITS2序列数据库

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成年斑马鱼腹腔注射

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