Name: Genomische MRI - een openbare hulpbron voor het bestuderen van Sequence patronen binnen Genomic DNA (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-05-09T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 36 s
Description: Verken de Genomic MRI-webtool voor analyse van nucleotidepatronen in DNA-sequenties. Deze methode genereert willekeurige sequenties met identieke oligonucleotide-samenstelling om genomische inhomogeniteit te identificeren.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Wij zijn dankbaar voor Samuel Shepard, Peter Bazeley, en John David Bell voor het beheer van de Genomic MRI-webpagina&#39;s. Dit werk werd ondersteund door National Science Foundation Career Award &quot;Onderzoek van intron cellulaire rollen&quot; [subsidie ​​aantal MCB-0643542].

Alle gebruikte programma's in de krant zijn geschreven met behulp van perl, en alle webpagina's zijn gemaakt met behulp van PHP. 1. Startpunt: Open de homepage van de online Genomic MRI-pakket op http://mco321125.meduohio.edu/ ~ jbechtel / gmri /. Het web bron geeft ook instructies / uitleg over de programma's in de "Help (How-to/README)" link, terwijl alle gepubliceerde materialen op genomic MRI en soortgelijke algoritmen zijn opgenomen in de "Links naar relevante bronnen" link. 2. Voorbereiding en uploaden van Input Sequence (s). Maak een bestand met FASTA-geformatteerde sequentie (s) om een ​​GMRI analyse sessie te starten. Elke nucleotidesequentie in dit formaat moet worden voorafgegaan door een enkele lijn te beginnen met de '&gt;' karakter dat een identifier vertegenwoordigt, gevolgd op dezelfde lijn door een korte beschrijving van deze reeks. Nucleotide-sequenties voor GMRI analyse ook personages als R, Y, N, X, etc. Hwever, non-A, T, C het toelaat, zal G tekens die niet worden verwerkt door het programma en zal worden overgeslagen. Sequenties in die repetitieve elementen zijn "gemaskeerd" (vervangen door "N" s) kan worden gebruikt als input. Merk op dat reeks tekens zijn niet hoofdlettergevoelig. <ol><li> Begin een GMRI sessie door te klikken op de "Start of Resume" knop op de Genomic MRI home page. Dit brengt de gebruiker naar een pagina waar nucleotide sequenties kunnen worden geüpload. </li><li> Copy-en-plak je FASTA-geformatteerde sequenties of upload een bestand met de sequenties van uw lokale computer met behulp van het "kies bestand" knop. </li><li> Klik op de "start nieuwe sessie met dit bestand" knop. Een bevestigingsbericht moet worden weergegeven boven de ingang venster waarin staat dat "Uw reeks succesvol is geupload" en je moet ook krijg je een alfanumeriek "GMRI identifier" [de site noemt het een "sessie label"] voor uw sessie (bijv. b16yMj), die kan worden gebruikt op te halen en blijven een sessie voor maximaal twee weken na het eerste gebruik. </li></ol> LET OP: Voortaan de input sequenties worden aangeduid als "userfile". 3. Krijgen een Oligonucleotide frequentieverdeling van de Input sequenties (optioneel). Klik op de "SRI Analyzer" tab (bovenste rij) om een verdeling van de oligonucleotide frequenties voor de gehele set van input sequenties te krijgen. De afkorting SRI staat voor korte afstanden inhomogeniteit. Op dit moment, kan de gebruiker de hoogste lengte van de oligonucleotiden (van 2 tot 9 nucleotiden, standaard 6 gen) voor welke frequenties zal worden berekend. Deze selectie wordt gemaakt door te klikken op de gewenste optie in het "Maximum oligomeer size" keuzelijst. Druk vervolgens op de "Analyze File" knop om de berekening te starten. Een ruwe weergave van de inputsequentie samenstelling verschijnt onmiddellijk als een korte tafel in het midden van deze webpagina en downloadbare als "userfile.comp.tbl". Deze tabel geeft alleen de meest en de minst overvloedige oligonucleotiden in de input sequenties. De gehele frequentie tabel voor alle mogelijke oligonucleotiden wordt gegenereerd als een bestand met de naam "userfile.comp", die verkregen kan worden via de "Download samenstelling file" link. LET OP: SRI analyzer telt de hele verzameling van alle overlappende oligonucleotiden. 4. Genereer willekeurige reeksen met dezelfde Oligonucleotide samenstelling als in de Input Sequences (optioneel). (Voltooiing van stap 3 van het protocol is nodig voor deze taak). <ol><li> Klik op de "SRI Generator" tab (bovenste rij) te openen een nieuwe webpagina die willekeurige reeksen creëert. Kies het aantal monsters van willekeurige sequenties worden gegenereerd met behulp van de keuzelijst op deze webpagina. Elk van deze sample bestanden bevatten willekeurige sequenties van hetzelfde aantal en de lengte als de input sequenties in "userfile". Bovendien, als een input sequentie bevat niet-A, T, C, G of tekens, de willekeurige volgorde zal "N" s hebben op exact dezelfde posities als in de input volgorde. </li><li> Kies de langste lengte van oligonucleotiden die frequenties zullen worden benaderd in de random sequenties. Dit kan worden gekozen door het controleren van de radio knop voor de gewenste oligomeer-niveau (bijv. "4-mers 'voor vier-base oligonucleotiden) in de tabel in het midden van het scherm. Het is om hier te worden opgemerkt dat de willekeurige reeksen zal bestaan ​​uit niet alleen de geschatte frequenties op de gekozen oligomeer niveau, maar ook de bijbehorende frequenties van kortere oligomeer niveaus, zoals in de input sequenties. Kleine schommelingen in de oligonucleotidefrequenties van de input en willekeurige reeksen zijn mogelijk te wijten aan de Markov Model procedure die wordt toegepast voor het genereren van willekeurige reeksen. </li><li> Start het programma door te klikken op "Generate File" knop. Als de ingang sequenties zijn groot is, kon een paar minuten om willekeurige reeksen te genereren. Daarom moet een gebruiker wachten tot blue "Download" links onderaan deze pagina. De willekeurige sets zijn geplaatst in bestanden met namen zoals "userfile.randX_Y", waarbij X is het nummer van de willekeurige set en Y is het gekozen oligomeer-niveau (bv "userfile_rand2_4"). </li></ol> 5. Analyse van de Mid-Range inhomogeniteit (MRI) van de Input en Random sequenties. <ol><li> Klik op de "MRI Analyzer" tab (bovenste rij), die opent een nieuwe webpagina die de mid-range inhomogeniteit van de nucleotide samenstelling van sequenties analyses. </li><li> Selecteer een sequentie worden geanalyseerd uit de keuzelijst (een keuze tussen de inputsequentie en behaalde sets van willekeurige sequenties kunnen hier worden gemaakt) "Bestand om te analyseren". </li><li> Kies het type inhoud van de MRI te analyseren via de meegeleverde keuzelijst. (Zeven content opties zijn beschikbaar: G + C; G + A, G + T, A, G, C, of ​​T.) </li><li> Kies de lengte van het venster voor die content-rijke en content-armen sequenties zal worden onderzocht via de "Window size" keuzelijst (standaard is 50 nucleotiden, het geldige bereik van 30 tot 1000). </li><li> Kies de bovenste drempel en onderste drempel voor content-rijke en content-arme regio's, respectievelijk. Deze drempels kunnen worden gedefinieerd door de exacte aantal specifieke nucleotiden in het huidige venster (met behulp van het door het aantal optie in de keuzelijst) of door het percentage van deze nucleotiden in het venster (met behulp van de door percentage optie) </li><li> Nadat alle vijf keuzes zijn gemaakt (bijvoorbeeld: Sequence = "userfile" Content = GC; Window size = 50; bovenste drempel = 35; Lagere drempel = 15), beroep doen op het programma door te drukken op de Analyseer knop Bestand. Het programma scant alle sequenties van de geselecteerde ingang achter elkaar. Bij elke stap die het verkrijgt een segment van de huidige sequentie met een lengte, gelijk aan de opgegeven venstergrootte en berekent of het aantal of percentage van de nucleotiden van het gekozen content is boven de bovenste drempel of onder de lagere drempel. Als het venster niet overeenkomt met beide criteria voldoen, is de volgende overlappende venster (verschoven door een nucleotide) geselecteerd voor dezelfde analyse. Wanneer een venster wordt gevonden waar de volgorde aan een van de drempel voor content-rijke of arme samenstelling, het programma slaat de volgorde van dit venster in het output bestand en genereert een piek op de grafische output. Na dit, het programma springt naar de volgende niet-overlappende aangrenzende venster en hervat het scanproces tot het einde van de reeks is bereikt. </li><li> Na afronding van de opleiding, een link naar het output bestand (met de naam "userfile_GC_50_35 .. 15" voor het bovenstaande voorbeeld), verschijnt en een grafische weergave van de resultaten is weergegeven in het midden van de webpagina (zie Figuur 1). Op dit grafisch display alle invoer-sequenties uit het userfile worden samengevoegd tot een string en gepresenteerd als een horizontale zwarte lijn op de X-as, met een lengte in kilobasen (kb) hieronder weergegeven. Alle content-rijke regio's langs ingang sequenties worden aangeduid als blauwe "naar boven" spikes, en content-arme regio's als rode "naar beneden" spikes. Het totale aantal content-rijke en content-arme ramen zijn weergegeven in parenthses in de legenda aan de onderkant van deze figuur (32 en 19, respectievelijk). De figuur illustreert de relatieve rijkdom aan en de inrichting van MRI regio's. Ondertussen specifieke details worden gepresenteerd in de output file (zie figuur 3). In dit dossier zijn alle nucleotidesequentie segmenten die content-rijk of arm-criteria en hun coördinaten passen zijn beschikbaar voor een gebruiker als een lijst op basis van hun opeenvolgende posities langs de input-bestand. </li><li> Na afronding van MRI-analyse voor de gekozen volgorde een gebruiker kan beginnen met een nieuw proces in dezelfde webpagina door het maken van wijzigingen aan parameters en / of input-bestanden. Bijvoorbeeld, in het onderzoek van de eerder gegenereerde willekeurige steekproef # 1 met dezelfde MRI-parameters, de gebruiker hoeft alleen maar het bestand te wijzigen om te analyseren en de optie "userfile_rand1_4" bestand te selecteren, en druk nogmaals op de Analyseer knop Bestand. Een nieuw bestand en grafische weergave vervangt de oude. De resultaten en cijfers van alle examens onder elke "sessie lable" (GMRI identifier) ​​wordt opgeslagen en beschikbaar zijn voor twee weken na de laatste activiteit. Om de resultaten / vijg op te slaanlen permanent, moet de gebruiker selecteert u de "Download Files" tab (bovenste rij) en download de volledige sessie of individuele bestanden, als dat nodig is. </li><li> Met deze MRI Analyzer web pagina van een gebruiker kunnen studeren <ul><li> (G + C)-rijk en (A + T) gebieden met een rijke </li><li> Purine (A + G)-rijk en pyrimidine (C + T) gebieden met een rijke </li><li> Keto (G + T)-rijk en amino (A + C) gebieden met een rijke </li><li> A-rijk en A-arme regio's </li><li> G-rijk en G-arme regio's </li><li> T-rijke en T-arme regio's </li><li> C-rijke en C-arme regio's </li></ul></li><li> De nieuwste versie van Genomische MRI heeft een nieuwe optie voor het bestuderen van de regio's rijk aan purine (R) / pyrimidine (Y) afwisseling patronen die kunnen vormen Z-DNA conformaties. Momenteel is deze optie is beschikbaar via de link "Z-DNA" en het werkt op dezelfde basis als de andere genoemde MRI regio's. Een gebruiker moet kiezen boven-en lagere drempels voor het aantal (RY + YR) overlappende dinucleotiden in het scanvenster. Het programma geeft een soortgelijke grafische output en een bestand van DNA-segmenten verrijkt en verarmd door afwisselend purines en pyrimidines. De vermeende Z-DNA-regio's moeten zeer worden verrijkt door afwisselend R / Y bases (zie recensie F &amp; F 2011). </li></ol> 6. Aanvullende programma's binnen de Genomic MRI Package (optioneel). Het Genomic MRI bron heeft ook twee geavanceerde opties voor het genereren van zeer specifieke willekeurige sequenties. Ze zijn verkrijgbaar via de "MRI-Generator" en "CDS Generator 'tabs in de bovenste rij. <ol><li> MRI-generator creëert gerandomiseerde sequenties met dezelfde oligonucleotide samenstelling als de input file (vergelijkbaar met SRI generator). Maar naast, gerandomiseerde sequenties na te bootsen een bepaalde MRI-patroon door de gebruiker opgegeven. Binnen deze webpagina een gebruiker moet worden bepaald uit een keuzelijst een bepaalde MRI-patroon te worden nagebootst. De keuzelijst bevat alle patronen die zijn in deze sessie onderzocht door MRI-analyzer (bijv. "userfile_GC_50_35 .. 15"). Een willekeurige volgorde gegenereerd met deze optie hebben dezelfde oligonucleotide samenstelling als de geselecteerde ingang bestand en ook dezelfde GC-rijk en arm-patronen zoals te zien in "userfile_GC_50_35 .. 15". </li><li> CDS generator wordt gebruikt voor randomisatie van eiwit-coderende sequenties. Het behoudt dezelfde aminozuursequentie als een gecodeerd door de gebruiker opgegeven input. Naast het programma behoudt hetzelfde codon en di-codon vooroordelen zoals gespecificeerd in de door de gebruiker gekozen ingang tafel. De online versie van de CDS generator accepteert ook een eiwitsequentie als een input. Alle andere opties voor het programma worden aangeboden alleen via stand-alone Perl scripts beschikbaar om te downloaden van de belangrijkste Genomic MRI webpagina. </li></ol> 7. Representatieve resultaten Dit protocol kan een gebruiker te studeren compositorische inhomogeniteit van nucleotidesequenties. Belangrijker nog, het ondersteunt ook het genereren van een groot aantal gerandomiseerde sequenties met een oligonucleotide samenstelling nagenoeg overeenkomt met die van de input sequenties. Meestal genomische sequenties van complexe eukaryoten niet homogeen van samenstelling, maar vormen een complex mozaïek van sequentie segmenten verrijkt met bepaalde nucleotiden (bijvoorbeeld, purine-rijke, (G + T)-rijk, (A + T)-rijke, enz.). Deze patronen bij mid-range schaal (30 tot 1.000 bp) worden gevisualiseerd door de grafische output van MRI-analyzer die content-rijke segmenten shows geselecteerd als bovenste blauwe pieken en content-arme segmenten als onderste rode spikes (zie de figuren 1 en 2). Typisch, het aantal van een content-rijke en content-arme regio's in een natuurlijke volgorde (figuur 1) is in de orde van malen hoger dan het aantal van dezelfde soorten van regio's in overeenkomstige gerandomiseerde sequenties (figuur 2) met dezelfde oligonucleotide samenstelling. Deze volgorde segmenten met mid-range inhomogeniteit in nucleotide samenstelling van belang kan zijn voor de gebruiker. Ze zijn verkrijgbaar bij de Genomic MRI-output bestanden voor verder onderzoek. <img src="/files/ftp_upload/2663/2663fig1.jpg" alt="Figuur 1" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 1"> Figuur 1. Een voorbeeld van de MRI-analyzer grafische uitvoer van stap 5.7. De resultaten zijn verkregen op een steekproef van 44 mensen introns. Blauwe balken vertegenwoordigen posities van GC-rijke regio's langs deze introns. Rode staven geven GC-arme (of AT-rijk) MRI regio's. De y-as bevat boven-en lagere drempels voor de gegeven content type. <img src="/files/ftp_upload/2663/2663fig2.jpg" alt="Figuur 2" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 2"> Figuur 2. MRI analyzer uitgang voor de willekeurige volgorde "userfile.rand1_4". De Graphische voorstelling van MRI in een willekeurig gegenereerde reeks met behulp van het SRI-generator-programma. <img src="/files/ftp_upload/2663/2663fig3.jpg" alt="Figuur 3" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 3"> Figuur 3. Een voorbeeld van het begin van een tekstuele output file van MRI-analyzer. Alle content-rijke en content-armen sequenties gedetecteerd door het programma worden gepresenteerd in de laatste (vierde) kolom. Hun relatieve posities, gemeten in het aantal ramen, worden getoond in de eerste kolom. De tweede en derde kolom zijn indicatoren voor content-rijke en content-arme regio's, respectievelijk.

<ol><li>Bechtel, J. M., Wittenschlaeger, T., Dwyer, T., Song, J., Arunachalam, S., Ramakrishnan, S. K., Shepard, S., Fedorov, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genomic+mid-range+inhomogeneity+correlates+with+an+abundance+of+RNA+secondary+structures%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Genomics%22%5BJournal%5D)">Genomic mid-range inhomogeneity correlates with an abundance of RNA secondary structures.</a> BMC Genomics. 9, 284-284 (2008).</li>
<li>Prakash, A., Shepard, S., Mileyeva-Biebesheimer, O., He, J., Hart, B., Chen, M., Amarachiniha, S., Bechtel, J., Fedorov, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+forces+shaping+human+genomic+sequence+at+mid-range+scales%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Genomics%22%5BJournal%5D)">Molecular forces shaping human genomic sequence at mid-range scales.</a> BMC Genomics. 10, 513-513 (2009).</li>
<li>Fedorov, A., Fedorova, L. Chapter 3: An Intricate Mosaic of Genomic Patterns at Mid-range Scale. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFedorov%2C+A+%22Advances+in+Genomic+Sequence+Analysis+and+Pattern+Discovery%22">Advances in Genomic Sequence Analysis and Pattern Discovery</a>. , 65-91 (2010).</li>
<li>Shepard, S. S. Chapter 4: Binary-abstracted Markov models and their application to sequence classificatio. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+characterization+and+utilization+of+middle-range+sequence+patterns+within+human+genome+%5B%5D%22">The characterization and utilization of middle-range sequence patterns within human genome [dissertation]</a>. , The University of Toledo. 57-157 (2010).</li>
</ol>

Regio&#39;s met niet-homogene samenstelling nucleotide op mid-range schalen (30 tot 1,000 nucleotiden) zijn overvloedige in het genoom van complexe eukaryoten en kan overal worden gevonden (intergene regio&#39;s, introns, onvertaalde regio&#39;s van exonen, repetitieve elementen). Deze regio&#39;s worden vaak geassocieerd met ongebruikelijke DNA conformaties. Bijvoorbeeld, purine-/pyrimidine-rich sequenties hebben de neiging om DNA triplexes (H-DNA) vorm; sequenties met afwisselende purine / pyrimidinebasen worden geassocieerd met Z-DNA conformaties; (G + C) gebieden met een rijke vertonen structurele afwijkingen in de B- DNA en kan worden vatbaar voor backbone decollete; (A + T)-rijke regio&#39;s zouden kunnen vormen een ongebruikelijke structuur - een DNA-element ontspanning, enz. (beoordeeld door Fedorov &amp; Fedorova 2010). Sommige van deze mid-range patronen (bv. (G + T)-rijke regio&#39;s) zijn nauwelijks onderzocht en nog steeds wachten op een grondige verkenning en erkenning. Het belangrijkste doel van onze Genomic MRI web bron is om gebruikers te helpen bij de identificatie van deze MRI regio&#39;s voor hun verdere experimentele analyse en verkenning van hun mogelijke functies. Kennis van de MRI regio&#39;s kunnen worden opgenomen in en het verbeteren van de nieuwe generatie van gen-voorspeller programma&#39;s (Shepard 2010) en ons begrip van genoom functies en eigenschappen.

<ul><li> Computer met internettoegang </li><li> Bestanden met nucleotidesequenties voor onderzoek. </li></ul>

genomische mri - een openbare hulpbron voor het bestuderen van sequence patronen binnen genomic dna

Genomic MRI - a Public Resource for Studying Sequence Patterns within Genomic DNA

Niet-coderende genomische regio&#39;s in complexe eukaryoten, waaronder intergenische gebieden, introns, en de onvertaalde segmenten van exonen, zijn diep niet-willekeurige in hun nucleotide samenstelling en bestaan ​​uit een complex mozaïek van sequentie-patronen. Deze patronen zijn onder de zogenaamde middenklasse inhomogeniteit (MRI) regio&#39;s - sequenties 30-10000 nucleotiden in lengte die zijn verrijkt met een bepaalde basis of een combinatie van basen (bv. (G + T)-rijke, purine-rijke, etc. ). MRI&#39;s worden geassocieerd met ongewoon (niet-B-vorm) DNA-structuren die vaak betrokken zijn bij de regulatie van genexpressie, recombinatie, en andere genetische processen (Fedorova &amp; Fedorov 2010). Het bestaan ​​van een sterke fixatie vooroordeel binnen MRI&#39;s tegen mutaties die de neiging hebben te verminderen de volgorde inhomogeniteit bovendien de functionaliteit en het belang van deze genomische sequenties (Prakash et al.. 2.009) ondersteunt. Hier laten we zien een vrij beschikbare Internet-bron - het Genomic MRI-programma pakket - (. Bechtel et al. 2008) ontworpen voor computationele analyse van de genomische sequenties in om uit te vinden en verschillende MRI-patronen karakteriseren in hen. Dit pakket maakt het ook mogelijk generatie van gerandomiseerde sequenties met verschillende eigenschappen en het niveau van correspondentie aan de natuurlijke ingang DNA-sequenties. Het belangrijkste doel van deze bron is het vergemakkelijken van het onderzoek van grote delen van niet-coderend DNA die nog nauwelijks zijn onderzocht en wachten op een grondige verkenning en erkenning.

We presenteren een openbare computationele website voor de analyse van genomische sequenties. Het detecteert DNA-sequentie-patronen met verschillende niet-willekeurige nucleotide composities. Deze bron genereert ook gerandomiseerde sequenties met verschillende niveaus van complexiteit.

Genomische MRI - een openbare hulpbron voor het bestuderen van Sequence patronen binnen Genomic DNA

Niet-coderende genomische regio's in complexe eukaryoten, waaronder intergene gebieden, introns en niet-vertaalde segmenten van exons, zijn verre van willekeurig in ...

Het algemene doel van deze procedure is het onderzoeken van mid-range, niet-willekeurige patronen, ook wel inhomogeniteit genoemd, van een door de gebruiker gespecificeerde genomische sequentie. Dit wordt bereikt door eerst de oligonucleotide-compositie van een inputsequentie te onderzoeken en een frequentietabel te genereren van de oligonucleotiden die de sequentie vormen. Dit doel wordt bereikt door het SRI Analyzer-programma aan te roepen.De tweede stap bestaat uit het produceren van willekeurige sequenties die exact dezelfde oligonucleotidesamenstelling hebben als de inputsequentie. Dit wordt bereikt door het SRI-generatorprogramma aan te roepen. De derde stap van de procedure is het vinden van segmenten binnen de input- en gerandomiseerde sequenties die significant verrijkt zijn met een bepaald nucleotide of een nucleotidecombinatie, bijvoorbeeld GC of ag.Dit doel wordt bereikt met het MRI Analyzer-programma. De laatste stap van de procedure is het downloaden van de bestanden die sequenties bevatten van alle door het programma gedetecteerde MRI-regio's. Uiteindelijk kunnen resultaten worden verkregen waaruit blijkt dat een meerderheid van de genomische regio's van meercellige arias significant verrijkt zijn met segmenten die basecompositie-extremen bevatten, gedetecteerd voor elk van de vier nucleotiden of elke combinatie daarvan.Deze in homogene regio's zijn geassocieerd met ongebruikelijke DNA-conformaties en/of specifieke DNA-eigenschappen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het genomics-veld, zoals het vinden van potentieel functionele DNA-elementen binnen uitgestrekte gebieden van niet-coderende sequenties, inclusief intergene regio's of introns. Hoewel deze methode inzicht kan verschaffen in zoogdiergenomen, kan deze ook worden toegepast op andere organismen zoals ongewervelden, planten, schimmels en bacteriën.Open de startpagina van het online genomic mid-range in homogeneity of G GM I-pakket op www.bioinfo.utoledo. edu/gri/the web resource. De webbron biedt tevens gedetailleerde informatie over de programma's via de help how to Readme-link.Hoewel alle gepubliceerde materialen over genomische MRI en soortgelijke algoritmen zijn vermeld in de link naar relevante bronnen, maakt u een bestand aan met een versnelde geformatteerde sequentie om een A-G-M-R-I-analysesessie te starten. Een versnelde geformatteerde sequentie begint met een caret of het groter-dan-teken, gevolgd door een unieke identificatie of naam en een sequentie op de volgende regels. Alleen T, G en C nucleotiden zullen door genomische MRI worden verwerkt, hoewel andere karakterinvoeren zijn toegestaan.Het sequentiebestand voor het PKD1-gen wordt gebruikt. Om de sessie te demonstreren, drukt u op de startknop. Dit opent een nieuwe webpagina, waarop de optie wordt geboden om de inputsequentie in het daarvoor bestemde venster te kopiëren en te plakken, of om het bestand te uploaden als dit groot is.Om het bestand te uploaden, klikt u op de knop bestand kiezen om een bestand te uploaden. Navigeer naar het gewenste bestand. Klik vervolgens op de knop start deze sessie met dit bestand. Een bevestiging dat het bestand succesvol is geüpload, wordt bovenaan de pagina weergegeven. Hieronder.Dit bericht is een identificatiekenmerk van de huidige sessie, die in dit geval C acht EP oh zes is. Klik op de knop 'analyseer korte-afstands-inhomogeniteit' om de korte-afstands-inhomogeniteit van de inputsequentie te analyseren. Het programma opent een nieuwe pagina, specifiek ontworpen voor de uitvoering van het SRI Analyzer-programma.Hier moeten we de maximale lengte van de te onderzoeken oligonucleotide-fragmenten kiezen. Aangezien onze inputsequenties van gemiddelde grootte ongeveer 50.000 nucleotiden zijn, selecteren we k-meren als de maximale lengte van de oligonucleotiden waarvoor de frequenties zullen worden berekend. Ten slotte moeten we onmiddellijk op de knop 'analyseer bestand' drukken.Het programma berekent de frequenties van alle oligonucleotiden van de gekozen lengte en kortere lengtes binnen de ingevoerde sequentie. Om de frequenties van alle oligonucleotiden te zien, klikt u op de link download samenstellingsbestand. Dit bestand is benoemd als gebruikersbestand.com stelt een tabel voor met drie kolommen. De eerste kolom specificeert oligonucleotiden. De tweede representeert hun relatieve frequenties, en de derde representeert het aantal voorkomens van oligonucleotiden binnen de invoersequentie.Om gerandomiseerde sequenties te genereren met dezelfde oligonucleotidecompositie als het invoerbestand, klikt u op het tabblad SRI-generator. Kies op de nieuwe pagina het aantal monsters van willekeurige sequenties dat moet worden gegenereerd. Elk van deze monsters zal willekeurige sequenties bevatten met hetzelfde aantal en dezelfde lengte als de invoersequenties in het gebruikersbestand.In dit voorbeeld is het gebruikersbestand de sequentie van het PKD1-gen. Selecteer vervolgens de maximale lengte van de oligonucleotiden waarvan de frequenties in de gerandomiseerde sequenties zullen worden benaderd door het keuzerondje voor 'formers' te selecteren, wat staat voor oligonucleotiden van vier basen. Kies vervolgens twee als aantal monsters van gerandomiseerde sequenties dat gegenereerd moet worden.Start ten slotte het programma door op de knop 'generate file' te klikken voor de inputsequenties van honderdduizenden nucleotiden. Het genereren van willekeurige sequenties kan enkele minuten duren. Wacht daarom tot de blauwe downloadlinks onderaan deze pagina verschijnen.Om de mid-range in homogeniteit van input- en gerandomiseerde sequenties te analyseren, klikt u op het tabblad MRI-analyzer. Selecteer op de nieuwe pagina een te analyseren sequentie uit de lijstbox met bestanden om te analyseren. Kies vervolgens GC-gehalte uit de lijst met zeven inhoudstypes.GC-gehalte staat voor de G-plus-C-samenstelling. In het veld voor venstergrootte kan de lengte van het venster worden geselecteerd waarvoor sequenties met een hoog of laag gehalte worden onderzocht. Behoud de standaardvenstergrootte van 50 nucleotiden.Kies tot slot respectievelijk de bovenste en onderste drempelwaarde voor contentrijke en contentarme regio's. Deze drempelwaarden kunnen worden gedefinieerd door het aantal specifieke nucleotiden in het huidige venster of door het percentage van deze nucleotiden in het venster. Laten we in dit geval in eerste instantie willekeurige waarden kiezen van 60% voor de bovenste drempelwaarde en 30% voor de onderste drempelwaarde.Klik vervolgens op de knop om het bestand te analyseren. Daarna verschijnt er een link naar het uitvoerbestand en wordt een grafische weergave van de resultaten getoond. Alle contentrijke regio's langs de inputsequentie zijn gemarkeerd als blauwe pieken die omhoog wijzen, en contentarme regio's als rode pieken die omlaag wijzen. De grafiek laat zien dat er te veel blauwe pieken zijn die GC-rijke regio's aangeven en aanzienlijk minder rode pieken die GC-arme regio's aangeven.Dit betekent dat de gekozen parameters niet optimaal zijn. Gebruik voor de volgende iteratie een bovengrens van 75% en een ondergrens van 32%. Start de MRI-analyzer opnieuw door op de knop bestand analyseren te klikken.De nieuwe grafiek laat zien dat er, zelfs voor de nieuwe, veel strengere parameters, honderden blauwe pieken zijn. Verhoog daarom de bovengrens naar 80% en herhaal de berekeningen. De nieuwe grafiek laat zien dat 62 GC-rijke regio's een GC-gehalte hebben dat groter is dan of gelijk is aan 80% en 28 GC-arme regio's een GC-gehalte hebben onder de 32%. Vergelijk vervolgens de resultaten voor het inputbestand met de twee gerandomiseerde sequenties die dezelfde oligonucleotide-compositie hebben als het PKD1-gen.Om dit te doen, wijzigt u de sequentie van het PKD1-gen naar de willekeurige sequentie met behulp van het selectievak 'file to analyze', terwijl u dezelfde parameters voor GC-rijke en GC-arme regio's behoudt. De nieuw gegenereerde grafische weergave voor de gerandomiseerde sequentie nummer één illustreert dat deze willekeurige sequentie slechts één GC-arme regio en 31 GC-rijke regio's heeft. Een andere gerandomiseerde sequentie kan enige fluctuatie vertonen in het aantal inhoudsrijke en inhoudsarme regio's, maar de trend zou hetzelfde moeten zijn.Gerandomiseerde sequenties voor het PKD1-gen komen meerdere malen minder voor. GC-rijke regio's komen meer dan 10 keer minder vaak voor dan GC-arme regio's. De volgende demonstratie maakt gebruik van een ander type MRI-inhoud.In hetzelfde pakket bevatten de intronen van één menselijk gen verschillende purinerijke regio's die geassocieerd zijn met DNA-aex-structuren. Schakel op de webpagina van de MRI-analyzer de DNA-inhoud in naar ag-nucleotiden die purines vertegenwoordigen. Houd de venstergrootte gelijk aan 50 bases en wijzig de bovengrens naar 80% en de ondergrens naar 10%. Druk vervolgens op de knop 'analyze file' om het programma aan te roepen.De weergegeven grafiek laat zien dat dit gen zes AG-rijke regio's heeft, aangegeven door blauwe verticale pieken, en 14 AG-arme regio's, aangegeven door rode pieken. Vergelijk vervolgens deze resultaten voor het PKD1-gen met de gegevens van de gerandomiseerde sequenties die dezelfde oligonucleotide-samenstelling hebben als het bestudeerde gen; schakel eerst over naar de gerandomiseerde sequentie, bijvoorbeeld nummer twee, en behoud dezelfde parameters als bij de vorige test. De grafiek voor deze willekeurige sequentie laat zien dat deze slechts één AG-rijke regio bevat en geen AG-arme regio's.Alle gegevens die tijdens de sessie worden gegenereerd, worden opgeslagen in speciale bestanden die toegankelijk zijn via het tabblad 'download files' in de rechterbovenhoek van elke webpagina. Nadat u op deze link heeft geklikt, downloadt u de inputsequentie en alle gegenereerde gerandomiseerde sequenties. Onder deze lijst met bestanden staat een link naar de oligonucleotidefrequentietabel die is gegenereerd door het SRI-analyseprogramma.Vervolgens zijn er links naar alle resultaten die door het MRI-analyseprogramma tijdens de sessie zijn gegenereerd. Klik bijvoorbeeld op het bestand RAND one four AGCO 50 32 14, dat de resultaten vertegenwoordigt die zijn verkregen voor de gerandomiseerde sequentie nummer één met de volgende parameters: ag-gehalte 50, een nucleotide-venster van 50, een bovengrens van 32 nucleotiden en een ondergrens van 14 nucleotiden.In dit bestand zijn alle nucleotidevolgsegmenten die voldoen aan de criteria voor rijkdom of armoede, samen met hun coördinaten, beschikbaar als een lijst op basis van hun opeenvolgende posities langs de inputsequentie. Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht moeten hebben in het navigeren door genomic MRI, een computationele bron.

genomic-mri-public-resource-for-studying-sequence-patterns-within

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

Deze video is een technische demonstratie van de hybridisatie protocol voor hele genoom betegelen pad array CGH, die het hele menselijke genoom met slechts 25 tot 100 ng van DNA kan worden geïsoleerd uit een verscheidenheid aan bronnen, waaronder archiefmateriaal formaline gefixeerd materiaal scans.

Technische demonstratie van Whole Genome Array comparative genomic hybridisatie

In this video, we describe a high-resolution melting PCR technique to determine the length polymorphism of DNA fragments of varying sequence lengths, based on melting temperature analysis.

High-Resolution Melting PCR to Determine Sequence Variations in Mutant DNA Sequences

gDNA-verrijking voor NGS-sequencing is een eenvoudig en krachtig hulpmiddel voor de studie van constitutionele mutaties. In dit artikel presenteren we de procedure om eenvoudig de volledige sequentie van 11 genen te analyseren die betrokken zijn bij DNA-schadeherstel.

gDNA Verrijking door een-Transposase gebaseerde technologie voor NGS analyse van de hele reeks van BRCA1, BRCA2, En 9 genen betrokken bij DNA-schade te herstellen

We presenteren een strategisch plan en protocol voor het identificeren van niet-coderende genetische varianten die de binding van transcriptiefactoren (TF) aan DNA beïnvloeden. Er wordt een gedetailleerd experimenteel protocol gegeven voor elektroforetische mobiliteitsverschuivingsassay (EMSA) en DNA-affiniteitsprecipitatie-assay (DAPA) analyse van genotype-afhankelijke TF DNA-binding.

Screening voor Functionele niet-coderende genetische varianten Met behulp van Electroforetische Mobility Shift Assay (EMSA) en DNA-affiniteit Neerslag Assay (DAPA)

In tegenstelling tot DNA sequencedata, epigenomic gegevens niet gemakkelijk worden blootgesteld aan tekstgebaseerde zoekopdrachten. Hier zijn de procedures voor het gebruik van een bijgewerkte versie van GeNemo, een tool web gebaseerde bioinformatics, uit te voeren patroon gebaseerde overeenkomsten in epigenomic gegevens vergelijken beschikbaar online databanken, met inbegrip van de encyclopedie van de elementen van het DNA met zoekt gebruikersgegevens.

Patroon-based Search van Epigenomic gegevens met behulp van GeNemo

Beschrijven we een techniek voor het combineren van stroom cytometry en hoge doorvoer sequencing te identificeren laat replicerende regio's van het genoom.

G2-seq: Een High Throughput Sequencing gebaseerde techniek voor het identificeren van laat repliceren regio's van het genoom

Gerichte volgende-generatie rangschikken is een tijd - en kostenbesparende aanpak die wordt steeds populairder in zowel ziekteonderzoek en klinische diagnostiek. Het protocol beschreven hier presenteert de complexe workflow vereist voor het rangschikken en het proces van de bioinformatica gebruikt ter identificatie van de genetische varianten die aan de ziekte bijdragen.

Next-generation Sequencing en Bioinformatics pijpleiding om te evalueren van genetische determinanten van constitutionele ziekte gericht

Het doel van dit protocol is met een combinatie van rekenkundige en onderzoek van de Bank te vinden van nieuwe sequenties die niet gemakkelijk kunnen worden gescheiden van een mede zuiverende sequentie, die slechts gedeeltelijk bekend kan zijn.

Nieuwe reeks ontdekking door subtractieve Genomics

Lange-lezen sequenties vergemakkelijken aanzienlijk de assemblage van complexe genomen en karakterisering van structurele variatie. Beschrijven we een methode voor het genereren van ultra lange reeksen door sequentiebepaling nanopore gebaseerde platformen. De benadering neemt een geoptimaliseerde DNA-extractie, gevolgd door de gewijzigde bibliotheek preparaten voor het genereren van honderden kilobase leest met gematigde dekking van menselijke cellen.

Ultra lange lezen Sequencing voor hele Genomic DNA-analyse

Hier presenteren we een protocol voor het efficiënt benaderen en analyseren van veel menselijke en model-organisme databases. Dit protocol demonstreert het gebruik van MARRVEL om kandidaatziekteveroorzakende varianten te analyseren die zijn geïdentificeerd uit de volgende generatie sequentieinspanningen.

Navigeren MARRVEL, een web-based tool die Human Genomics en model organisme genetica informatie integreert

Verken de Genomic MRI-webtool voor analyse van nucleotidepatronen in DNA-sequenties. Deze methode genereert willekeurige sequenties met identieke oligonucleotide-samenstelling om genomische inhomogeniteit te identificeren.

Genomische MRI - een openbare hulpbron voor het bestuderen van Sequence patronen binnen Genomic DNA

Meer video's verkennen