여기에 설명 된 프로토콜은 사용자 친화적 인 UCSC 게놈 브라우저에서 PhyloCSF를 사용하여 마이크로 단백질 코딩 잠재력에 대한 게놈 영역을 분석하는 방법에 대한 자세한 지침을 제공합니다. 또한, 그들의 추정 기능에 대한 통찰력을 얻기 위해 확인 된 마이크로 단백질의 서열 특성을 더 조사하기 위해 몇 가지 도구와 자원이 권장됩니다.
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방법 논문
마이크로단백질 동정 및 서열 분석을 위한 통합 접근법
* These authors contributed equally
이 논문에서
요약
초록
차세대 염기서열 분석(NGS)은 유전체학 분야를 발전시키고 수많은 동물 종 및 모델 유기체에 대한 전체 게놈 서열을 생산했습니다. 그러나 이러한 풍부한 서열 정보에도 불구하고 포괄적 인 유전자 주석 노력은 특히 작은 단백질의 경우 도전적인 것으로 입증되었습니다. 주목할 만하게, 종래의 단백질 주석 방법은 게놈 전체에 걸쳐 기하급수적으로 더 많은 수의 스퓨리어스 비코딩 sORF를 걸러내기 위해 길이가 300개 미만인 짧은 오픈 리딩 프레임(sORFs)에 의해 코딩되는 추정 단백질을 의도적으로 배제하도록 설계되었다. 그 결과, 마이크로단백질(<100개 아미노산 길이)이라고 불리는 수백 개의 기능적 작은 단백질이 비코딩 RNA로 잘못 분류되거나 완전히 간과되었다.
여기서 우리는 진화적 보존에 기초한 마이크로단백질 코딩 잠재력에 대한 게놈 영역을 쿼리하기 위해 공개적으로 이용 가능한 자유롭고 공개적으로 이용 가능한 생물정보학 도구를 활용하는 상세한 프로토콜을 제공한다. 특히, 우리는 사용자 친화적 인 캘리포니아 산타 크루즈 대학 (UCSC) 게놈 브라우저에서 계통 발생 코돈 치환 주파수 (PhyloCSF)를 사용하여 서열 보존 및 코딩 가능성을 검사하는 방법에 대한 단계별 지침을 제공합니다. 또한, 우리는 아미노산 서열 보존을 시각화하고 예측 된 도메인 구조를 포함하여 마이크로 단백질 특성을 분석하기위한 자원을 권장하기 위해 확인 된 마이크로 단백질 서열의 여러 종 정렬을 효율적으로 생성하는 단계를 자세히 설명합니다. 이러한 강력한 도구는 비정준 게놈 영역에서 추정적 마이크로단백질 코딩 서열을 확인하거나 관심있는 비코딩 전사체에서 번역 잠재력을 갖는 보존된 코딩 서열의 존재를 배제하는 데 사용될 수 있다.
서론
게놈에서 코딩 요소의 완전한 세트의 확인은 인간 게놈 프로젝트의 개시 이후 주요 목표였으며, 생물학적 시스템에 대한 이해와 유전 기반 질병의 병인학을 향한 핵심 목표로 남아 있습니다 1,2,3,4. NGS 기술의 발전은 척추동물, 무척추동물, 효모 및 식물5을 포함한 광범위한 수의 유기체에 대한 전체 게놈 서열의 생산으로 이어졌다. 추가적으로, 고처리량 전사 시퀀싱 방법은 세포 전사체의 복잡성을 더욱 밝혀냈고, 단백질 코딩 및 비코딩 기능 모두를 갖는 수천 개의 새로운 RNA 분자를 확인하였다6,7. 이러한 방대한 양의 서열 정보를 해독하는 것은 진행중인 과정이며, 포괄적 인 유전자 주석 노력8에 대한 과제가 남아 있습니다.
리 보솜 프로파일링9,10 및 폴리리보솜....
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프로토콜
아래에 설명 된 프로토콜은 UCSC 게놈 브라우저에서 PhyloCSF 브라우저 트랙을로드하고 탐색하는 단계를 자세히 설명합니다 (Mudge et al.49에 의해 생성됨). UCSC 게놈 브라우저에 관한 일반적인 질문은 광범위한 게놈 브라우저 사용자 안내서가 여기에서 찾을 수 있습니다 : https://genome.ucsc.edu/goldenPath/help/hgTracksHelp.html.
1. PhyloCSF 트랙 허브를 UCSC 게놈 브라우저에 로드
- 인터넷 브라우저 창을 열고 UCSC 게놈 브라우저(https://genome.ucsc.edu/)로 이동합니다.
- 도구 제목 아래에서 트랙 허브 옵션을 선택합니다.
참고: 트랙 허브 옵션은 내 데이터 탭에서도 찾을 수 있습니다. - 공용 허....
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결과
여기서는 검증된 마이크로단백질 미토레귤린(Mtln)을 예로 들어 보존된 sORF가 UCSC 게놈 브라우저에서 쉽게 시각화 및 분석할 수 있는 양성 PhyloCSF 점수를 생성하는 방법을 시연합니다. 미토레귤린은 이전에 비코딩 RNA (이전의 인간 유전자 ID LINC00116 및 마우스 유전자 ID 1500011K16Rik)로서 주석을 달았다. 비교 유전체학 및 서열 보존 분석 방법은 초기 발견 40,57,58,59,60,61에서 중요한 역할을했으며, 이러한 방법의 강도를 강조했습니다. 이 예에서는 마우스 GRCm38/mm10(2011년 12월).......
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토론
여기에 제시된 프로토콜은 사용자 친화적 인 UCSC 게놈 브라우저 48,49,50,51에서 PhyloCSF를 사용하여 마이크로 단백질 코딩 잠재력에 대한 관심있는 게놈 영역을 조사하는 방법에 대한 자세한 지침을 제공합니다. 위에서 설명한 바와 같이, PhyloCSF는 계통발생 모델과 코돈 치환 빈도를 통합하여 단백질 코딩 유전자48,49의 전형적인 진화적 시그니처를 확인하는 강력한 비교 유전체학 알고리즘이다. PhyloCSF는 이전에 비코딩으로 주석이 달린 게놈 영역에서 기능적 마이크로단백질을 확인하기 위해 널리 사용되어 왔으며 38,39,40,41,42,43,44,45,46,47
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공개 사항
저자들은 경쟁적인 재정적 이익이 없다고 선언합니다.
감사의 글
이 연구는 국립 보건원 (HL-141630 및 HL-160569)과 신시내티 아동 연구 재단 (수탁자 상)의 보조금으로 지원되었습니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
https://wolfpsort.hgc.jp
합니다 PhyloCSF Tracks UCSC Genome Browser User Guide를 UCSC Genome Browser WoLF PSORTWeb browser 단백질 세포 내 국소화 예측 도구
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 웹사이트 | 웹사이트 주소 | 요구 사항 | |
| Clustal Omega 다중 시퀀스 정렬 도구 | https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/ | 웹 브라우저 | FASTA 염기서열의 효율적인 정렬을 위한 다중 염기서열 정렬 프로그램(즉, 식별된 미세단백질의 종간 비교) |
| COXPRESSdb | https://coxpresdb.jp | 웹 브라우저 | 유전자 기능을 추정하기 위한 공동 조절된 유전자 관계 제공 |
| EMBL-EBI 생물정보학 도구 FAQ | https://www.ebi.ac.uk/seqdb/confluence/display/JDSAT/Bioinformatics+Tools+FAQ | EMBL-EBI 도구에 대한 웹 브라우저 자주 묻는 질문(FAQ). 단백질 염기서열 정렬을 위한 색상 코딩 키 포함 | |
| European Bioinformatics Institute(EMBL-EBI), Tools and Data Resources | https://www.ebi.ac.uk/services/all | Web 브라우저 | 무료로 사용할 수 있는 웹사이트, 도구 및 데이터 리소스의 포괄적인 목록 |
| Expasy - Swiss Bioinformatics Resource Portal | https://www.expasy.org | 웹 브라우저 | 단백질 염기서열 분석을 위한 생물정보학 도구 및 리소스 제품군 스위스 생물정보학회(SIB) |
| 국립생명공학정보센터(NCBI) 보존된 도메인 검색 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi | 웹 브라우저 | 단백질 내에서 보존된 도메인을 식별하거나 뉴클레오티드 염기서열을 코딩하는 검색 도구 |
| Pfam 35 | http://pfam.xfam.org | 웹 브라우저 | 단백질 계열(Pfam) 데이터베이스는 정렬 및 분류를 제공합니다. 단백질 패밀리 및 도메인 |
| PhyloCSF 트랙 허브 설명 | https://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgTrackUi?hgsid=1267045267_TEc99h2oW5Q edaCd4ir8aZ65ryaD&db=mm10 &c=chr2&g=hub_109801_ PhyloCSF_smooth | 웹 브라우저 | Smoothed PhyloCSF 트랙 및 PhyloCSF 트랙 허브에 대한 자세한 설명 |
| SignalP 6.0 | https://services.healthtech.dtu.dk/service.php? SignalP-6.0 | 웹 브라우저 | 신호 펩타이드의 존재 및 분열 부위의 위치를 예측 |
| TMHMM - 2.0 | https://services.healthtech.dtu.dk/service.php? TMHMM-2.0 | 웹 브라우저 | 단백질의 막관통 나선 예측 |
| UCSC 게놈 브라우저 BLAT Search | https://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgBlat | 웹 브라우저 | DNA 또는 단백질 염기서열 정보를 사용하여 게놈 영역을 찾는 데 사용되는 도구 |
| UCSC 게놈 브라우저 게이트웨이 | https://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgGateway | 웹 브라우저 | UCSC 게놈 브라우저 게이트웨이에 대한 직접 링크 |
| UCSC 게놈 브라우저 홈 | https://genome.ucsc.edu/ | 웹 브라우저 | UCSC 게놈 |
| 브라우저 트랙 데이터 허브 | 홈 웹 사이트https://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgHubConnect#publicHubs | 웹 브라우저 | 검색하고 로드하기 위한 Track Data Hubs/Public Hubs 데이터베이스에 대한 직접 링크 |
| https://genome.ucsc.edu/goldenPath/help/hgTracksHelp.html | 웹 브라우저 | 탐색 방법을 자세히 설명하는 포괄적인 사용자 가이드 | |
참고문헌
- Collins, F. S., Morgan, M., Patrinos, A. The human genome project: lessons from large-scale biology. Science. 300 (5617), 286-290 (2003).
- Lander, E. S., et al. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature. 409 (6822), 860-921 (2001).
- Sachidanandam, R., <....
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재인쇄 및 허가
