Demostración de la alineación de secuencias para predecir la susceptibilidad entre especies herramienta para una evaluación rápida de la conservación de proteínas

Resumen

Aquí, presentamos un protocolo para utilizar la última versión de la herramienta de alineación de secuencias de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos para predecir la susceptibilidad a través de especies (SeqAPASS). Este protocolo demuestra la aplicación de la herramienta en línea para analizar rápidamente la conservación de proteínas y proporcionar predicciones personalizables y fácilmente interpretables de susceptibilidad química en todas las especies.

Resumen

La herramienta Sequence Alignment to Predict Across Species Susceptibility (SeqAPASS) de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos es una aplicación de detección en línea rápida y disponible gratuitamente que permite a los investigadores y reguladores extrapolar información de toxicidad entre especies. Para objetivos biológicos en sistemas modelo como células humanas, ratones, ratas y peces cebra, los datos de toxicidad están disponibles para una variedad de productos químicos. A través de la evaluación de la conservación de objetivos proteicos, esta herramienta se puede utilizar para extrapolar los datos generados a partir de dichos sistemas modelo a miles de otras especies que carecen de datos de toxicidad, lo que produce predicciones de susceptibilidad química intrínseca relativa. Las últimas versiones de la herramienta (versiones 2.0-6.1) han incorporado nuevas características que permiten la rápida síntesis, interpretación y uso de los datos para la publicación más gráficos de calidad de presentación.

Entre estas características se encuentran visualizaciones de datos personalizables y un informe de resumen completo diseñado para resumir los datos de SeqAPASS para facilitar la interpretación. Este documento describe el protocolo para guiar a los usuarios a través del envío de trabajos, la navegación por los diversos niveles de comparaciones de secuencias de proteínas y la interpretación y visualización de los datos resultantes. Se destacan las nuevas características de SeqAPASS v2.0-6.0. Además, se describen dos casos de uso centrados en la conservación de proteínas transtiretinas y receptoras opioides utilizando esta herramienta. Finalmente, se discuten las fortalezas y limitaciones de SeqAPASS para definir el dominio de aplicabilidad de la herramienta y resaltar diferentes aplicaciones para la extrapolación entre especies.

Introducción

Tradicionalmente, el campo de la toxicología se ha basado en gran medida en el uso de pruebas con animales enteros para proporcionar los datos necesarios para las evaluaciones de seguridad química. Tales métodos suelen ser costosos y requieren muchos recursos. Sin embargo, debido al gran número de productos químicos utilizados actualmente y al rápido ritmo al que se están desarrollando nuevos productos químicos, a nivel mundial existe una necesidad reconocida de métodos más eficientes de detección química ^1,2. Esta necesidad y el cambio de paradigma resultante de las pruebas con animales ha llevado al desarrol....

Protocolo

1. Primeros pasos

NOTA: El protocolo presentado aquí se centra en la utilidad de la herramienta y las características clave. Las descripciones detalladas de los métodos, características y componentes se pueden encontrar en el sitio web en una Guía del usuario completa (Tabla 1).

Tabla 1: Evolución de la herramienta SeqAPASS. Una lista de características y actualizaciones agregadas a la herramienta SeqAPASS desde su implementación inicial. Abreviaturas: SeqAPASS = alineación de secuencias para predecir la susceptibilidad entre especies; ECOTOX = Base de conocimiento....

Resultados

Para demostrar la aplicación de la herramienta SeqAPASS y resaltar nuevas características, se describen dos estudios de caso que representan casos en los que la conservación de proteínas predice que existen diferencias en la susceptibilidad química entre especies (transtiretina humana) y que no hay diferencias (μ receptor opioide [MOR]). El primero de estos ejemplos aborda las comparaciones estructurales / secuencia de proteínas para predecir el dominio de aplicabilidad para las vías de resultados adversos (AOP, consulte.......

Discusión

Existe un reconocimiento generalizado de que no es factible probar empíricamente suficientes especies para capturar la diversidad genómica, fenotípica, fisiológica y de comportamiento de los organismos vivos que pueden estar expuestos a productos químicos de interés toxicológico. El objetivo de SeqAPASS es maximizar el uso de la secuencia de proteínas existente y en continua expansión y los datos estructurales para ayudar e informar la extrapolación de datos / conocimientos de toxicidad química de organismos probados a c.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Programa de hoja de cálculo	N/A	N/A	Cualquier programa que se pueda utilizar para ver y trabajar con archivos csv (por ejemplo, Microsoft Excel, OpenOffice Calc, Google Docs) se puede utilizar para acceder a los archivos de exportación de datos.
Configuración informática básica y acceso a Internet	N/A	N/A	SeqAPASS es una herramienta gratuita en línea que se puede utilizar fácilmente a través de una conexión a Internet. No es necesario descargar software.