Inherent Dynamics Visualizer, una aplicación interactiva para evaluar y visualizar los resultados de una canalización de inferencia de red reguladora de genes

El Visualizador de Dinámica Inherente hace que trabajar con varios métodos de inferencia y comprender sus resultados sea más fácil para los investigadores, lo que a su vez permite la producción acelerada de modelos de red funcionales. La principal ventaja de Inherent Dynamics Visualizer es visualizar y explorar resultados intermedios para informar los parámetros y el contenido del archivo de entrada de los pasos posteriores. El Visualizador de Dinámica Inherente facilita la exploración y comprensión de los resultados de varias herramientas de inferencia.

Sin embargo, recomendamos hacer referencia a la documentación de cada herramienta para comprender mejor cómo las opciones de parámetros afectan los resultados. En un nuevo archivo de configuración de IDP que parametriza el paso de búsqueda de nodos, escriba archivo de datos igual a, archivo de anotación igual a, archivo de salida igual a, proceso numérico igual a e IDVconexión igual a true en líneas individuales. Después del archivo igual a firmar para datos, escriba la ruta de acceso y el nombre del archivo de serie temporal respectivo con una coma después del nombre.

Para el archivo de anotación, escriba la ruta de acceso y el nombre del archivo de anotación. Para el archivo de salida, escriba la ruta de acceso y el nombre de la carpeta de resultados. Y para el proceso numérico, escriba el número de procesos que debe usar el IDP.

En el mismo archivo de texto después de los argumentos principales, escriba el orden presentado argumentos DLxJTK entre corchetes puntos iguales a y DLxJTK puntos iguales a en líneas individuales. Para los períodos, si se utiliza un conjunto de datos de series temporales, escriba cada longitud de período separada por comas después del signo igual a. Para más de un conjunto de datos de series temporales, escriba cada conjunto de longitudes de período como antes, pero coloque corchetes alrededor de cada conjunto y coloque una coma entre los conjuntos.

Para el corte DLxJTK, después del signo igual a, escriba un entero que especifique el número máximo de genes que se conservarán en la salida del archivo de lista de genes de De Lichtenburg por JTK-CYCLE. A continuación, ejecute el IDP utilizando el archivo de configuración creado ejecutando el comando indicado con el nombre de archivo apropiado en el terminal. En el terminal, vaya al directorio denominado Inherent Dynamics Visualizer e introduzca el comando indicado.

Luego, en un navegador web, ingrese la URL que se muestra. A continuación, haga clic en la pestaña de búsqueda de nodos y seleccione la carpeta de búsqueda de nodos de interés en el menú desplegable. Para ampliar o acortar la tabla de la lista de genes, haga clic en las flechas hacia arriba o hacia abajo o ingrese manualmente un entero entre uno y 50 en el cuadro junto a la expresión génica de los genes clasificados DLxJTK.

En la tabla de la lista de genes, haga clic en el cuadro junto a un gen para ver su perfil de expresión génica y un gráfico de líneas. Se pueden agregar múltiples genes. Luego descargue la lista de genes en el formato de archivo necesario para el paso de búsqueda de bordes haciendo clic en el botón descargar lista de genes.

En la tabla de anotación de genes editable, etiquete un gen como un objetivo, un regulador o ambos. Si un gen es un regulador, etiquete el gen como activador, represor o ambos. Finalmente, haga clic en el botón descargar archivo de anotación para descargar el archivo de anotación en el formato de archivo necesario para el paso de búsqueda de bordes.

En un nuevo archivo de configuración de IDP que parametriza el paso de búsqueda de bordes, para el archivo de lista de genes, escriba la ruta de acceso y el nombre del archivo de lista de genes generado después del signo igual a. Para la columna de puntuación de borde, introduzca PLD o pérdida de norma para especificar qué columna de marco de datos de la salida LEM py se utiliza para filtrar los bordes. A continuación, seleccione el umbral de puntuación de borde o las aristas numéricas de la lista y elimine la otra.

Si se seleccionó el umbral de puntuación de borde, introduzca un número entre cero y uno. Si se seleccionó aristas numéricas para la lista, introduzca un valor igual o inferior al número de aristas posibles. A continuación, seleccione el umbral de semilla o las aristas numéricas para la semilla y elimine la otra.

Si se seleccionó el umbral de semilla, introduzca un número entre cero y uno. Si se seleccionó aristas numéricas para la semilla, introduzca un valor igual o inferior al número de aristas posibles. A continuación, ejecute el IDP utilizando el archivo de configuración creado como se demostró anteriormente.

Seleccione o anule la selección de aristas de la tabla de aristas haciendo clic en las casillas de verificación correspondientes adyacentes a cada arista para agregar o quitar aristas de la red inicial. Luego haga clic en el botón de descarga de especificación de red DSGRN para descargar la red semilla en el formato de especificación de red DSGRN. Después de seleccionar los bordes que se incluirán en el archivo de lista de bordes utilizado en la búsqueda de red haciendo clic en las casillas de verificación correspondientes de la tabla de bordes, haga clic en descargar listas de nodos y bordes para descargar la lista de nodos y los archivos de lista de bordes en el formato requerido para su uso en la búsqueda de redes.

En un nuevo archivo de configuración de IDP que parametriza el paso de búsqueda de red, para el archivo de red semilla, el archivo de lista de bordes y el archivo de lista de nodos, escriba la ruta de acceso y el nombre del archivo de red semilla y los archivos de lista de nodos y bordes. Para las operaciones de rango, escriba dos números separados por una coma después del signo igual a. El primer y segundo número son el número mínimo y el número máximo de adición o eliminación de nodos o bordes por red realizados respectivamente.

Para los vecinos num, escriba un número que represente cuántas redes encontrar en la búsqueda de red. Y para los parámetros máximos, introduzca un número que represente el número máximo de parámetros DSGRN para permitir una red. Para agregar nodo, agregar borde, quitar nodo y quitar borde, ingrese valores entre cero y uno después del igual a firmar.

Los números deben sumar a uno. A continuación, ejecute el IDP utilizando el archivo de configuración creado como se demostró anteriormente. Para generar una tabla de prevalencia perimetral, seleccione redes con las dos opciones siguientes.

Para la opción uno, introduzca los límites inferior y superior en los resultados de la consulta introduciendo valores mínimos y máximos en los cuadros de entrada correspondientes al eje x y al eje y al eje y de la gráfica. Para la opción dos, haga clic y arrastre sobre el diagrama de dispersión para dibujar un cuadro alrededor de las redes que se incluirán. Después de seleccionar o introducir los límites de entrada, haga clic en el botón Obtener prevalencia de borde de las redes seleccionadas.

A continuación, introduzca un entero en el cuadro de entrada del índice de red para mostrar una única red de la selección. Luego haga clic en descargar la especificación de red DSGRN para descargar la red de visualización en el formato de especificación de red DSGRN. Utilizando las casillas de verificación correspondientes a cada arista, seleccione las aristas que se incluirán en la red o motivo utilizado para el análisis de similitud.

Luego haga clic en enviar para crear el diagrama de dispersión de similitud para el motivo o red seleccionados. Para seleccionar una red o un conjunto de redes, haga clic y arrastre sobre el diagrama de dispersión. Dibuje un cuadro alrededor de las redes que se incluirán para generar una tabla de prevalencia de borde y para ver las redes junto con los resultados de la consulta respectiva.

Descargue la tabla de prevalencia de bordes haciendo clic en Descargar tabla. A continuación, descargue la red de visualización para el análisis de similitud haciendo clic en descargar la especificación de red DSGRN como se demostró anteriormente. Este protocolo se aplicó a la red reguladora del gen oscilador central del ciclo celular de la levadura.

Los resultados de ejecutar cada paso del IDP consecutivamente sin usar el IDV entre pasos se muestran aquí. Esta ejecución totalmente parametrizada del IDP produjo resultados para la búsqueda de nodos y bordes. Sin embargo, en la búsqueda de redes, no se descubrieron redes admisibles de modelos.

Luego se seleccionó un conjunto de reguladores conocidos del ciclo celular de la levadura de la base de datos del genoma de Saccharomyces y se extrajeron las relaciones reguladoras conocidas entre los genes de la levadura rastreada. La tabla de lista de genes se amplió para encontrar el gen restante en el modelo de red reguladora de genes y los genes se deseleccionaron para eliminar genes que no se encuentran en el mismo modelo. Se parametrizó un nuevo archivo de configuración de IDP para el paso de búsqueda de bordes con la nueva lista de genes y el archivo de anotación, y los resultados se cargaron en el IDV.

Los bordes sin evidencia experimental fueron eliminados de la red de semillas. Después de crear una red de semillas bien respaldada por evidencia experimental, se encontraron 37 redes admisibles para el modelo en el paso de búsqueda de redes, de las cuales 24 pueden oscilar de manera estable. De estas 24 redes, las de mejor desempeño fueron dos redes que coincidieron con los datos en el 50% de sus parámetros de modelo de oscilación estable.

Cuando se agregó la capacidad de eliminar bordes durante la generación de la red, se encontraron 612 redes con el 67% de estas redes que tienen la capacidad de oscilar de manera estable. Curiosamente, 82 redes capaces de dinámicas oscilatorias estables no fueron capaces de producir dinámicas similares a las observadas en los datos. Y de las 411 redes, 124 exhibieron coincidencias sólidas con los datos.

El espacio de parámetros biológicamente factible es desconocido para DSGRN, pero la incorporación de información biológica en la búsqueda de nodos y bordes ayuda a restringir la búsqueda de redes a regiones biológicamente razonables en el espacio de todas las redes. El modelado ODE de las redes utilizando parámetros del paso de búsqueda del borde se puede realizar para probar aún más la funcionalidad de las redes in silico.