$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Poprawna adnotacja sekwencji ITS2
- Uzyskaj dostęp do pulpitu filogenezy bazy danych ITS2 tutaj: http://its2.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de
- Rozpocznij analizę od kliknięcia ikony "Adnotacja" w sekcji "Narzędzia". Następnie wpisz lub wklej sekwencję do edytora sekwencji u góry strony. Edytor sekwencji automatycznie sprawdza, czy sekwencje ITS2 są prawidłowe.
- Wybierz model HMM odpowiedni dla swoich sekwencji (np. Viridiplantae dla roślin).
- Rozpocznij proces, klikając "Dodaj adnotację".
- Najeżdżając kursorem na ikonę "Hybrydyzuj", możesz wyświetlić obraz hybrydy rRNA 5.8S i 28S jako potwierdzenie dokładności adnotacji HMM.
- Kliknij zielony znak plus wynikowej sekwencji ITS2, aby wybrać sposób przewidywania struktury drugorzędnej: Aby przewidzieć strukturę bez znanego szablonu, kliknij "Przewiduj strukturę". Jeśli chcesz użyć własnego szablonu do modelowania homologii, kliknij "Struktura modelu".
2. Przewidywanie struktury drugorzędnej
- przepowiedzieć
- Sekwencja ITS2 z adnotacjami jest automatycznie wklejana do edytora sekwencji.
- Aby rozpocząć przewidywanie konstrukcji podrzędnej z ustawieniami domyślnymi, kliknij przycisk "Przewiduj konstrukcje".
- Zapisz wynikową sekwencję ITS2 wraz z modelowaną strukturą drugorzędną w puli danych, klikając zielony znak plus, a następnie "Dodaj do puli". Alternatywnie możesz dodać go do puli danych metodą przeciągnij i upuść (Rysunek 1).
- Jeśli sekwencja nie może się bezpośrednio zagiąć, pokazywane są najlepsze wyniki modelowania homologii. Zapisz najbardziej odpowiednią strukturę sekwencji metodą przeciągnij i upuść do puli danych. Alternatywnie, zapisz strukturę sekwencji w puli danych, klikając prawym przyciskiem myszy, a następnie klikając "Dodaj do puli".
- Modelowanie niestandardowe
- Wpisz lub wklej jeden lub wiele szablonów (o znanej strukturze) do edytora górnych sekwencji.
- Wpisz lub wklej jedną lub wiele sekwencji docelowych (bez struktury) do dolnego edytora sekwencji.
- Kliknij "Przewiduj najlepsze szablony", aby rozpocząć modelowanie homologii z ustawieniami domyślnymi.
- Najlepsze kombinacje szablon-cel są wyświetlane na liście wynikowej.
- Zapisz wybrane przez siebie modelowane struktury sekwencyjne za pomocą przeciągania i upuszczania do puli danych lub przez kliknięcie prawym przyciskiem myszy i kliknięcie przycisku "Dodaj do puli".
3. Wyszukiwanie motywów
- Wpisz lub wklej sekwencje zapytań do edytora sekwencji w górnej części witryny.
- Wybierz odpowiedni model HMM (np. Viridiplantae dla roślin).
3.3. Kliknij "Wyszukiwanie motywów", aby rozpocząć proces.
- Sekwencje ITS2 z wyróżnionymi motywami są zilustrowane na dole strony.
- Kliknij ikonę obok nagłówka sekwencji, aby wyświetlić motywy wyróżnione w strukturze drugorzędnej.
4. Wyszukiwanie i przeglądanie
- szukać
- Wpisz nazwę taksonu lub identyfikator GenBank (GI) w polu wyszukiwania u góry witryny.
- Wyszukiwanie według nazwy taksonu jest obsługiwane przez pojawiające się pole wyszukiwania na żywo.
- Możesz przeprowadzić wyszukiwanie wielokrotne, oddzielając zapytania przecinkami.
- Kliknij przycisk "Szukaj", aby przeprowadzić wyszukiwanie.
- Wyniki zostaną wyświetlone w nowej karcie.
- Kliknij nazwę kolumny, aby posortować wyniki według konkretnej kolumny. Możesz także dodawać lub usuwać wybrane kolumny za pomocą menu kolumn. Do menu kolumn można wejść, klikając ikonę strzałki pojawiającą się w nazwie kolumny.
- Kliknij "Pokaż szczegóły", aby wyświetlić szczegóły struktury sekwencji.
- Zapisz wybrane przez siebie struktury sekwencji za pomocą przeciągania i upuszczania do puli danych lub przez kliknięcie prawym przyciskiem myszy i kliknięcie "Dodaj do puli".
- Aby zapisać wyniki w pliku zewnętrznym, kliknij "Zapisz wybór" lub "Zapisz wszystko".
- przeglądać
- Przeglądaj bazę danych ITS2, poruszając się po strukturze przypominającej drzewo po lewej stronie witryny.
- Kliknij na znak plus, aby wyświetlić taksony o jeden poziom niżej.
- Kliknij nazwę taksonu, aby otworzyć nową zakładkę zawierającą każdą strukturę sekwencji taksonu.
- Kliknij "Pokaż szczegóły", aby wyświetlić szczegóły pary sekwencja-struktura.
- Zapisz wybrane przez siebie struktury sekwencji za pomocą przeciągania i upuszczania do puli danych lub przez kliknięcie prawym przyciskiem myszy i kliknięcie "Dodaj do puli".
- Aby zapisać wyniki w pliku zewnętrznym, kliknij "Zapisz wybór" lub "Zapisz wszystko".
5. Wybuch ITS2
- Wpisz lub wklej jedną lub wiele sekwencji zapytań do edytora sekwencji. Twoje sekwencje mogą być zwykłymi sekwencjami nukleotydowymi lub parami sekwencja-struktura. Można również wpisać kilka struktur pomocniczych poniżej jednej sekwencji. Po zaznaczeniu pola "Serializuj sekwencje XXFASTA" struktury te są następnie używane jako indywidualne zapytania.
- Aby uruchomić BLAST z ustawieniami domyślnymi, kliknij "Blast". W zależności od charakteru zapytania, wykonywany jest albo wspólny BLASTN, albo BLAST o strukturze sekwencyjnej ITS2.
- Dla każdej sekwencji zapytań w wyświetlonej zakładce "BLAST Results" otwierana jest podzakładka, a także przegląd wykonanych wyszukiwań.
- Kliknij "Pokaż wyrównania", aby wyświetlić obliczone wyrównania BLAST.
- Zapisz wybrane przez siebie trafienia BLAST za pomocą przeciągania i upuszczania do puli danych lub kliknięcia prawym przyciskiem myszy i kliknięcia "Dodaj do puli".
- Aby zapisać wyniki w pliku zewnętrznym, kliknij "Zapisz wybór" lub "Zapisz wszystko".
6. Wyrównanie struktury wielosekwencyjnej
- Spójrz na swoją pulę danych, klikając "Zarządzaj zestawem danych", a następnie symbol lupy tuż obok liczby sekwencji w Twojej puli. Alternatywnie możesz kliknąć znak puli danych w lewym dolnym rogu witryny.
- Kliknij parę sekwencja-struktura w puli danych, aby wyświetlić jej szczegóły.
- Aby utworzyć wyrównanie wielu sekwencji i struktury dla wszystkich par sekwencja-struktura w Twojej puli, kliknij "Analizuj zestaw danych", a następnie "Sekwencja i struktura".
- Teraz zostaniesz poproszony o wybranie trybu graficznego swojego wyrównania. Jeśli wyrównanie zawiera tylko kilka sekwencji, odrzuć tryb szczupły, klikając "Nie". W przeciwnym razie wybierz smukły tryb graficzny, klikając "Tak".
- Za kilka chwil wyrównanie zostanie wyświetlone na nowej karcie (Rysunek 2). Co więcej, jest on automatycznie zapisywany w puli danych.
- Aby zapisać wyrównanie w pliku zewnętrznym, kliknij "Zapisz wyrównanie".
7. Drzewo filogenetyczne
- Aby obliczyć drzewo łączenia sąsiadów oparte na strukturze sekwencji dla wielu wyrównań, kliknij "Analizuj zestaw danych", a następnie "Łączenie sąsiadów".
- Powstałe drzewo jest zilustrowane w nowej karcie (Rysunek 3).
- Skaluj swoje drzewo swobodnie za pomocą paska przewijania "Powiększ drzewo".
- Zrootuj ponownie drzewo, klikając węzeł lub liść drzewa, a następnie "Zrootuj ponownie w tym węźle".
- Jeśli chcesz usunąć takson z puli danych, kliknij liść i wybierz opcję "Usuń ten węzeł z puli". Teraz możesz ponownie obliczyć wyrównanie i drzewo przy użyciu zmniejszonego próbkowania taksonów.
- Kliknij na "Zapisz drzewo", aby zapisać swoje drzewo filogenetyczne jako końcowy wynik analizy do zewnętrznego pliku NEWICK.
8. Dodatkowe oprogramowanie
- Kliknij "O tej stronie" - "Narzędzia", aby znaleźć dodatkowe informacje na temat samodzielnych narzędzi 4SALE i ProfDistS.
- Oprócz funkcji wyrównywania i łączenia sąsiadów zapewnianej przez interfejs sieciowy bazy danych ITS2, można teraz uzyskać dostęp do kilku nowych funkcji, np. wyznaczania granic gatunków na podstawie kompensacyjnych zmian podstawy (CBC).
9. Reprezentatywne wyniki
Opisany powyżej przepływ pracy został pomyślnie zastosowany w kilku ankietach otwartego dostępu3,4. Przykłady można zobaczyć pod poniższymi linkami:
W tych badaniach na dużą skalę, udało nam się rozwiązać filogenezę Chlorophyta, jak również Hypnales (Bryophyta) z wysoką rozdzielczością. W obu przypadkach pobrano wyczerpujące próbki taksonów z bazy danych ITS29, automatycznie dopasowano do 4SALE15,16, a następnie przetworzono przez ProfDistS17 w drzewo filogenetyczne. We wszystkich tych krokach informacje o sekwencji i strukturze były wykorzystywane jednocześnie. Obsługa Bootstrap dla szkieletu filogenetycznego została osiągnięta przy użyciu Profile Neighbor Joining (PNJ)19, który jest dostępny w autonomicznej wersji ProfDistS.
Dla mniejszego zestawu par sekwencja-struktura, rysunki od 1 do 3 opisują kluczowe kroki tego zautomatyzowanego przepływu pracy5 bezpośrednio na nowym pulpicie bazy danych ITS2: próbkowanie taksonów, wielokrotne dopasowanie sekwencji i struktury i ostatecznie obliczanie drzewa filogenetycznego.

Rysunek 1. Próbkowanie taksonów metodą "przeciągnij i upuść". W dowolnym momencie do puli danych można dodać sekwencje lub pary sekwencja-struktura, na przykład metodą "przeciągnij i upuść". Tutaj struktura sekwencyjna jest dodawana za pomocą przeciągania i upuszczania po przewidywaniu struktury drugorzędnej. Niebieska elipsa oznacza obszar, w którym struktura sekwencji jest upuszczana do puli danych. Kliknij tutaj, aby wyświetlić pełnowymiarową wersję tego obrazu.

Rysunek 2. Wielokrotne wyrównywanie struktury sekwencji w pełnym trybie graficznym. Dla kilku sekwencji w puli danych wybrano pełny tryb graficzny. Podstawy są kolorowe; Pary zasad można podświetlić czerwonymi kółkami, klikając jedną podstawę lub nawias pary zasad. Kliknij tutaj, aby wyświetlić pełnowymiarową wersję tego obrazu.

Rysunek 3. Struktura sekwencyjna Sąsiad Łączenie drzewa. Dowolnie skalowalne drzewo obliczone na podstawie wyrównania siedmiu taksonów w wielu strukturach sekwencyjnych można zapisać w formacie NEWICK.