19 października 2021
Prezentujemy narzędzie do biologii systemów JUMPn do przeprowadzania i wizualizacji analizy sieci dla ilościowych danych proteomicznych, ze szczegółowym protokołem obejmującym wstępne przetwarzanie danych, grupowanie koekspresji, wzbogacanie szlaków i analizę sieci interakcji białko-białko.
Protokół oprogramowania JUMPn ma na celu ułatwienie biologicznej interpretacji ilościowych danych proteomicznych. Oprogramowanie jest w stanie zorganizować całe białko w hierarchię poziomów klastrów koekspresji i modułów interakcji białek. Warto zauważyć, że oprogramowanie JUMPn usprawnia analizę grupowania koekspresji, wzbogacania szlaków i wykrywania modułów PPI.
Zapewnia przyjazny dla użytkownika interfejs i interaktywną wizualizację danych i sieci. Chociaż z powodzeniem zademonstrowaliśmy zastosowanie JUMPn w analizie danych dotyczących całego proteomu, metodę tę można łatwo rozszerzyć na inne typy danych, w tym analizę fosfoproteomiczną i dane interaktoomowe ze spektrometrii mas z oczyszczaniem powinowactwa. Aby skonfigurować oprogramowanie JUMPn, pobierz kod źródłowy ze strony internetowej i zainstaluj oprogramowanie na terminalu wiersza poleceń.
Aby uruchomić oprogramowanie JUMPn, zmień bieżący katalog na folder wykonywania, wpisując cd execution"na terminalu, a następnie wprowadź tekst na terminalu, aby uruchomić JUMPn w przeglądarce internetowej. Na stronie głównej JUMPn kliknij przycisk Rozpocznij analizę, aby rozpocząć analizę JUMPn, a następnie w lewym dolnym rogu strony Rozpocznij analizę kliknij przycisk Prześlij dane proteomiczne komórek B, aby wyświetlić powiadomienie o powodzeniu przesyłania danych. W prawym dolnym rogu strony kliknij przycisk Prześlij analizę JUMPn, aby rozpocząć uruchamianie demonstracyjne przy użyciu parametrów domyślnych.
Pasek postępu będzie oznaczał przebieg analizy. Poczekaj, aż pasek postępu się zapełni. Po zakończeniu pokazu pojawi się okno dialogowe z komunikatem o powodzeniu uruchomienia i bezwzględną ścieżką do folderu wyników, a następnie kliknij Przejdź do wyników"patka.
Gdy strona internetowa prowadzi do wyników klastra koekspresji według algorytmu WGCNA, kliknij na Wyświetl wyniki"w oknie dialogowym, aby kontynuować. Po lewej stronie strony wyników 1 Dane wyjściowe WGCNA znajdź wzorce koekspresji białek i użyj Wybierz format wyrażenia"aby nawigować między dwoma formatami rysunków. Figura wykresu skrzynkowego zostanie wybrana domyślnie.
Wybierz zakładkę Trendy, aby wyświetlić wykres trendów, przy czym każda linia reprezentuje obfitość poszczególnych białek w próbkach. Kolor każdego wiersza reprezentuje stopień zbliżenia wzorca wyrażenia do konsensusu klastra współwyrażeń. Po prawej stronie strony wyjściowej WGCNA można wyświetlić mapę cieplną wzbogacania ontologii ścieżki.
Na mapie cieplnej najbardziej wzbogacone ścieżki dla każdego klastra zostaną wyświetlone razem. Następnie przewiń stronę w dół, aby wyświetlić wzorzec ekspresji dla poszczególnych białek. Użyj listy rozwijanej, wybierz klaster koekspresji, aby zbadać białka z każdego klastra, a następnie wybierz określone białko w tabeli, na podstawie którego wykres słupkowy pod tabelą zostanie automatycznie zaktualizowany w celu odzwierciedlenia jego obfitości w białka.
Aby uzyskać konkretne nazwy białek, użyj pola Szukaj" po prawej stronie tabeli. Później spójrz na interakcję białko-białko lub wyniki PPI, klikając na stronę wyników 2 Wyjście PPI"u góry. Aby uzyskać wyniki dla określonego klastra koekspresji, kliknij kartę Wybierz klaster współekspresji.
Wyświetlacze wszystkich paneli figur zostaną zaktualizowane dla nowo wybranego klastra. Na lewym panelu rysunku wyświetl sieci PPI dla wybranego klastra współwyrażeń, korzystając z listy rozwijanej wybierz według grupy i wyróżniając poszczególne moduły PPI w sieci, a następnie przejdź do pola wyboru formatu układu sieciowego, aby zmienić układ sieci. Za pomocą myszy i gładzika powiększ lub pomniejsz sieć PPI, aby wyświetlić nazwy genów każdego węzła w sieci.
Po powiększeniu wybierz i kliknij określone białko, aby podświetlić białko i jego sąsiadów w sieci. W sieci przeciągnij określony węzeł, aby zmienić jego położenie w układzie i zreorganizować układ sieci. W prawym panelu strony wyników PPI zapoznaj się z informacjami na poziomie klastra koekspresji, które pomagają w interpretacji wyników PPI.
Wzorzec współwyrażenia w wybranym klastrze może być domyślnie wyświetlany jako wykres skrzynkowy. Wybierz trendy", aby wyświetlić wykres trendów dla wzorca współwyrażenia, a następnie wybierz wykres słupkowy ścieżki, aby pokazać znacznie wzbogacone ścieżki dla klastra koekspresji z wykresem okręgu ścieżki, wyświetl znacznie wzbogacone ścieżki dla klastra współwyrażeń w formacie wykresu koła. Aby wyświetlić wyniki na poziomie pojedynczego modułu PPI, przewiń stronę wyników w dół do strony wyjściowej PPI i rozwiń listę rozwijaną wybierz moduł, aby wybrać konkretny moduł PPI do wyświetlenia.
View moduł PPI na lewym panelu, manipuluj wyświetlaczem sieciowym, jak wyjaśniono wcześniej. W prawym panelu wyświetl wyniki wzbogacania ontologii ścieżki, a następnie użyj pola rozwijanego Wybierz styl adnotacji ścieżki" i zaznacz kartę wykresu paskowego, aby wyświetlić więcej informacji i wyświetlić informacje o znacznie wzbogaconych ścieżkach dla wybranego modułu PPI. Wykres okręgu tickowego, aby pokazać znacznie wzbogacone szlaki dla wybranego modułu PPI w formacie wykresu kołowego i użyć mapy cieplnej, aby pokazać znacznie wzbogacone ścieżki i powiązane nazwy genów.
Przejdź do zakładki Tabela, aby wyświetlić szczegółowe wyniki wzbogacania szlaków, w tym nazwy ścieżek, terminy ontologiczne, nazwy genów i wartość P według dokładnego testu Fishera. Postępuj zgodnie ze ścieżką bezwzględną wydrukowaną u góry stron wyników i znajdź tabelę arkusza kalkulacyjnego publikacji. JUMPn został opracowany na błyszczącej platformie R, która zapewnia przyjazny dla użytkownika interfejs i integruje trzy główne moduły funkcjonalne.
Analiza grupowania koekspresji, analiza wzbogacania szlaków i analiza sieci PPI. Po każdej analizie wyniki są automatycznie wizualizowane w naszych regulowanych za pomocą R błyszczących funkcjach widżetu i można je łatwo pobrać w postaci tabel publikacji i formatu Microsoft Excel. Na potrzeby analizy sieci PPI skompilowano złożoną sieć PPI, łącząc STRING, BioPlex i bazy danych komunikatorów internetowych.
Ostateczna połączona sieć PPI obejmuje ponad 20 000 ludzkich genów z 1 100 000 krawędzi. Ten obszerny interaktom jest dołączony i opublikowany w pakiecie z oprogramowaniem JUMPn do czułej analizy PPI. Podejścia sieciowe, które wykorzystują zarówno koekspresję, jak i sieci interakcji białek, mogą być stosowane jako dodatkowa metoda wnioskowania o aktywności czynników transkrypcyjnych i kinaz.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Oprogramowanie JUMPn to narzędzie biologii systemowej zaprojektowane w celu ułatwienia biologicznej interpretacji danych proteomiki ilościowej. Organizuje białka w hierarchiczną strukturę klastrów współekspresji i modułów interakcji, upraszczając analizę i wizualizację.
JUMPn addresses the challenge of deriving biological insights from large-scale quantitative proteomics datasets by integrating co-expression clustering, pathway enrichment, and protein-protein interaction network analysis. This streamlined approach enhances target validation and mechanistic de-risking in early discovery by enabling rapid hypothesis testing and pathway-level interpretation. The tool supports predictive confidence in lead identification and portfolio triage through reproducible, scalable analysis of dysregulated proteomes across disease models.
JUMPn integrates into the discovery continuum from early biology to lead identification by providing quantitative, visualization-driven outputs that support hypothesis testing and pathway clarification.