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Methodenartikel

Umfassenden Workflow zur genomweiten Identifizierung und Ausdruck Meta-Analyse von der ATL E3 Ubiquitin Ligase Genfamilie in Grapevine

10K Aufrufe

DOI:

10.3791/56626

22. Dezember 2017

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieser Artikel beschreibt das Verfahren für die Identifizierung und Charakterisierung einer Genfamilie in Grapevine, die zur Familie der Arabidopsis Tóxicos in Levadura (ATL) E3 Ubiquitin Ligases angewendet.

Zusammenfassung

Klassifizierung und Nomenklatur der Gene in einer Familie können erheblich zur Beschreibung von der Vielfalt der kodierten Proteine und die Vorhersage von Familienfeiern basierend auf einige Features, wie beispielsweise das Vorhandensein von Sequenzmotive oder bestimmten beitragen Standorte für Post-translationale Modifikation und das Expressionsprofil Familienmitglieder unter verschiedenen Bedingungen. Diese Arbeit beschreibt ein detailliertes Protokoll für gen-Familie-Charakterisierung. Hier wird das Verfahren bis hin zur Charakterisierung der Arabidopsis Tóxicos in Levadura (ATL) E3 Ubiquitin Ligase Familie in Grapevine angewendet. Die Methoden umfassen die genomweite Identifizierung von Familienangehörigen, die Charakterisierung des Gens Lokalisation, Struktur und Vervielfältigung, die Analyse der erhaltenen Protein Motive, die Vorhersage von Protein-Lokalisierung und Phosphorylierung-Sites sowie gen Expression profiling innerhalb der Familie in verschiedenen Datensätzen. Solches Verfahren, die zu weiteren Analysen je nach experimentellen Zwecken verlängert werden konnten, angewandt werden, für jede Genfamilie in alle Pflanzenarten für die genomische Daten verfügbar sind, und es liefert wertvolle Informationen um interessante Kandidaten zu identifizieren für funktionelle Studien geben Einblicke in die molekularen Mechanismen der Pflanze Anpassung an ihre Umwelt.

Einleitung

In den letzten zehn Jahren wurde viel Forschung in Grapevine Genomics durchgeführt. Weinrebe ist eine anerkannte wirtschaftlich relevanten Ernte, die ein Modell für die Forschung auf Fruchtentwicklung und die Reaktionen von Gehölzen auf biotischen und abiotischen Stress geworden ist. In diesem Zusammenhang die Freilassung von Vitis Vinifera CV PN40024 Genom in 20071 und seine aktualisierte Version in 20112 führte zu einer schnellen Ansammlung von "Omics" angelegte Daten und einen Ausbruch von Hochdurchsatz-Studien. Basierend auf die publizierten Sequenzdaten, die umfassende Analyse einer bestimmten gen-Familie (....

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Protokoll

1. Identifizierung des vermeintlichen ATL Genfamilie Mitglied(er)

  1. PSI-BLAST-Web-version
    1. Öffnen Sie BLAST Webseite13 , und klicken Sie auf Abschnitt Protein BLAST.
    2. Geben Sie im Feld "Enter Abfrage Sequence" die Aminosäure-Sequenz des Proteins (hier VIT_05s0077g01970), der als Sonde verwendet wird, um die anderen Familienmitglieder zu identifizieren.
      Hinweis: Ein guter Vertreter Protein sollte sein (ein Protein zeigt alle wichtigen Features, die die Familie charakterisieren) verwendet.
    3. Wählen Sie im Feld "Wählen Sie Suchgruppe" der "Referenz-Protein" Datenbank (Refseq_protein) und ....

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Ergebnisse

Das VIT_05s0077g01970-gen, als am ähnlichsten A. Thaliana ATL2 (At3g16720) durch eine BLASTp Suche, diente als Sonde um die ATL Familienmitglieder in das Genom der Weinrebe Umfrage identifiziert (V. Vinifera cv Pinot Noir PN40024). Die PSI-BLAST-Analyse kamen nach ein paar Zyklen zeigt eine Liste der vermeintlichen Gene aus der Weinrebe ATL Genfamilie (Abbildung 1A). Das Vorhandensein der kanonischen RING-H2-Domäne für jeden Kandidaten wurde.......

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Diskussion

In der genomischen Ära wurden viele Genfamilien tief in mehreren Pflanzenarten charakterisiert. Diese Informationen sind Voraussetzung für funktionelle Studien und bieten einen Rahmen, um die Rolle der verschiedenen Mitglieder in einer Familie weiter zu untersuchen. In diesem Zusammenhang ist auch eine Notwendigkeit für eine Nomenklatur-System ermöglicht zur eindeutigen Identifizierung jedes Mitglied in einer Familie, Vermeidung von Redundanz und Verwirrungen, die entstehen können, wenn Namen von verschiedenen Forschergr.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Die Arbeit wurde von der Universität von Verona im Rahmen des gemeinsamen Projekts 2014 (Charakterisierung der ATL-Genfamilie im Weinstock und sein Engagement im Widerstand gegen Plasmopara Viticola) unterstützt.

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Personal Computer
Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
Molekulare Evolutionsgenetik Analyse (MEGA)http://www.megasoftware.net/
Motivbasierte Sequenzanalysetools (MEME)http://meme-suite.org/
GeneousBiomatters Limitedhttp://www.geneious.com/
ProtParam Toolhttp://web.expasy.org/protparam/
ngLOChttp://genome.unmc.edu/ngLOC/index.html
TargetP v1.1 Serverhttp://www.cbs.dtu.dk/services/TargetP/
Protein Prowlerhttp://bioinf.scmb.uq.edu.au:8080/pprowler_webapp_1-2/
MUsitehttp://musite.sourceforge.net/
Pfamhttp://pfam.xfam.org/
TMHMM Server v. 2.0http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/
ProtScalehttp://web.expasy.org/protscale/
Traubengenomdatenbank (CRIBI)http://genomes.cribi.unipd.it/grape/
PhenoGramhttp://visualization.ritchielab.psu.edu/phenograms/plot
MCScanXhttp://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/
Interaktiver Baum des Lebens (iTOL)http://itol.embl.de/
UniProthttp://www.uniprot.org/
Phylogeny.frhttp://www.phylogeny.fr/index.cgi
MUSCLEhttp://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/muscle/
Gblocks Serverhttp://molevol.cmima.csic.es/castresana/Gblocks_server.html
Vitis vinifera Lebenslauf Corvina Genexpression Atlas Datamatrixhttps://www.researchgate.net/publication/273383414_54sample_
datamatrix_geneIDs_Fasoli2012
Multi Experiment Viewer (MeV)http://mev.tm4.org/#/welcome
Sequence Read Archive (SRA)https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra
Rhttps://www.r-project.org/
EMBOSS-Nadel (EMBL-EBI)http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/

Referenzen

  1. Jaillon, O., et al. The grapevine genome sequence suggests ancestral hexaploidization in major angiosperm phyla. Nature. 449 (7161), 463-467 (2007).
  2. Adam-Blondon, A. -F., et al. Genetics, Genomics, and Breeding of Grapes. , Science Publishers. 211-234 (2011).<....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Charakterisierung von GenfamilienKonstruktion phylogenetischer BäumeProteinmotif-AnalyseGenexpressionsprofilierungPSI-BLAST-AnalyseMUSCLE-Alignmenthierarchische Bi-Cluster-AnalyseWeinreben-Genom