Demonstracja narzędzia do dopasowywania sekwencji w celu przewidywania podatności różnych gatunków w celu szybkiej oceny zachowania białek

Podsumowanie

Tutaj prezentujemy protokół wykorzystujący najnowszą wersję narzędzia Agencji Ochrony Środowiska USA do przewidywania podatności gatunków (SeqAPASS). Protokół ten demonstruje zastosowanie narzędzia online do szybkiej analizy konserwacji białek i dostarczania konfigurowalnych i łatwych do interpretacji prognoz podatności chemicznej u różnych gatunków.

Streszczenie

Narzędzie SeqAPASS (Amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska Sequence Alignment to Predict Across Species Susceptibility) to szybka, bezpłatna aplikacja do badań przesiewowych online, która pozwala badaczom i regulatorom ekstrapolować informacje o toksyczności między gatunkami. W przypadku celów biologicznych w systemach modelowych, takich jak komórki ludzkie, myszy, szczury i danio pręgowany, dostępne są dane dotyczące toksyczności dla różnych substancji chemicznych. Dzięki ocenie ochrony docelowych białek, narzędzie to może być wykorzystane do ekstrapolacji danych wygenerowanych z takich systemów modelowych na tysiące innych gatunków, które nie mają danych o toksyczności, co pozwala przewidzieć względną wewnętrzną podatność chemiczną. Najnowsze wersje narzędzia (wersje 2.0-6.1) zawierają nowe funkcje, które pozwalają na szybką syntezę, interpretację i wykorzystanie danych do publikacji oraz grafiki o jakości prezentacyjnej.

Wśród tych funkcji znajdują się konfigurowalne wizualizacje danych oraz obszerny raport podsumowujący, przeznaczony do podsumowania danych SeqAPASS dla łatwej interpretacji. W tym artykule opisano protokół, który prowadzi użytkowników przez proces przesyłania zadań, poruszania się po różnych poziomach porównań sekwencji białek oraz interpretowania i wyświetlania uzyskanych danych. Podkreślono nowe funkcje SeqAPASS v2.0-6.0. Ponadto opisano dwa przypadki użycia skoncentrowane na zachowaniu białka transtyretyny i receptora opioidowego za pomocą tego narzędzia. Na koniec omówiono mocne strony i ograniczenia projektu SeqAPASS, aby określić zakres zastosowania tego narzędzia i podkreślić różne zastosowania ekstrapolacji międzygatunkowej.

Wprowadzenie

Tradycyjnie, dziedzina toksykologii polegała głównie na wykorzystaniu testów na całych zwierzętach, aby dostarczyć danych niezbędnych do oceny bezpieczeństwa chemicznego. Takie metody są zazwyczaj kosztowne i wymagają dużych zasobów. Jednak ze względu na dużą liczbę obecnie stosowanych substancji chemicznych i szybkie tempo, w jakim opracowywane są nowe substancje chemiczne, na całym świecie istnieje zapotrzebowanie na bardziej efektywne metody badań przesiewowych substancji chemicznych^1,2. Ta potrzeba i wynikająca z niej zmiana paradygmatu polegająca na odejściu od testów na zwierzętach doprowadziły do opraco....

Protokół

1. Wstęp

UWAGA: Przedstawiony tutaj protokół koncentruje się na użyteczności narzędzia i jego kluczowych funkcjach. Szczegółowe opisy metod, funkcji i komponentów znajdują się na stronie internetowej w kompleksowym przewodniku użytkownika (Tabela 1).

Tabela 1: Ewolucja narzędzia SeqAPASS. Lista funkcji i aktualizacji dodanych do narzędzia SeqAPASS od momentu jego pierwszego wdrożenia. Skróty: SeqAPASS = Sequence Alignment to Predict Across Species Susceptibility; ECOTOX = ECOTOXicology knowledgebase.

Wyniki

Aby zademonstrować zastosowanie narzędzia SeqAPASS i wyróżnić jego nowe funkcje, opisano dwa studia przypadków reprezentujące sytuacje, w których konserwacja białek pozwala przewidzieć istnienie różnic w podatności chemicznej między gatunkami (ludzka transtyretyna) oraz brak takich różnic (receptor µ-opioidowy [MOR]). Pierwszy z tych przykładów dotyczy porównań sekwencji i struktury białek w celu określenia dziedziny stosowalności ścieżek niepożądanych skutków (AOPs, definicję można znaleźć w Tabeli 2), .......

Dyskusja

Istnieje powszechne przekonanie, że nie jest możliwe empiryczne przetestowanie wystarczającej liczby gatunków, aby uchwycić różnorodność genomiczną, fenotypową, fizjologiczną i behawioralną organizmów żywych, które mogą być narażone na działanie substancji chemicznych o znaczeniu toksykologicznym. Celem projektu SeqAPASS jest maksymalne wykorzystanie istniejących i stale rozszerzających się danych dotyczących sekwencji białek i danych strukturalnych, aby wspomóc i informować o ekstrapolacji danych/wiedzy o toksyczności c.......

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Program do obsługi arkuszy kalkulacyjnych	Nie		Każdy program, którego można używać do przeglądania i pracy z plikami csv (np. Microsoft Excel, OpenOffice Calc, Google Docs), może być używany do uzyskiwania dostępu do plików eksportu danych.
Podstawowa konfiguracja komputerowa i dostęp do Internetu	Nie		SeqAPASS to bezpłatne narzędzie online, z którego można łatwo korzystać za pośrednictwem połączenia internetowego. Nie jest wymagane pobieranie oprogramowania.

dotyczy dotyczy