Visualizador de dinâmica inerente, um aplicativo interativo para avaliar e visualizar saídas de um pipeline de inferência de rede de regulação genética

O Visualizador de Dinâmica Inerente facilita o trabalho com diversos métodos de inferência e a compreensão de seus resultados para pesquisadores, o que, por sua vez, permite a produção acelerada de modelos de rede funcional. A principal vantagem do Visualizador de Dinâmica Inerente é visualizar e explorar resultados intermediários para informar parâmetros e conteúdo de arquivos de entrada de etapas a jusante. O Visualizador de Dinâmica Inerente facilita a exploração e compreensão dos resultados a partir de várias ferramentas de inferência.

No entanto, recomendamos fazer referência à documentação de cada ferramenta para entender melhor como as escolhas dos parâmetros impactam os resultados. Em um novo arquivo de configuração IDP que parametriza a etapa de localização do nó, digite arquivo de dados igual a, arquivo de anotação igual a, arquivo de saída igual a, processo de número igual a, e conexão IDV igual a verdadeira em linhas individuais. Após o sinal igual para arquivo de dados, digite o caminho e o nome do respectivo arquivo da série temporal com uma írgula após o nome.

Para o arquivo de anotação, digite o caminho e o nome do arquivo de anotação. Para o arquivo de saída, digite o caminho e o nome da pasta de resultados. E para o processo de número, digite o número de processos que o IDP deve usar.

No mesmo arquivo de texto após os principais argumentos, digite a ordem apresentada argumentos DLxJTK em períodos de parênteses quadrados iguais e corte DLxJTK igual a em linhas individuais. Para períodos, se um conjunto de dados de séries de tempo estiver sendo usado, digite cada comprimento de período separado por círgulas após o sinal igual ao. Para mais de uma série de tempo, digite cada conjunto de comprimentos de período como antes, mas coloque suportes quadrados em cada conjunto e coloque uma círia entre os conjuntos.

Para o corte de DLxJTK, após o sinal igual ao sinal, digite um inteiro especificando o número máximo de genes para reter na saída de arquivo da lista genética por De Lichtenburg pelo JTK-CYCLE. Em seguida, execute o IDP usando o arquivo de configuração criado executando o comando indicado com o nome de arquivo apropriado no terminal. No terminal, mova-se para o diretório chamado Visualizador de Dinâmica Inerente e digite o comando indicado.

Em seguida, em um navegador da Web, digite a URL mostrada. Em seguida, clique na guia de localização de nó e selecione a pasta de localização de nó de interesse no menu suspenso. Para estender ou encurtar a tabela da lista genética, clique nas setas para cima ou para baixo ou digite manualmente um inteiro entre um e 50 na caixa ao lado da expressão genética dos genes classificados DLxJTK.

Na tabela da lista de genes, clique na caixa ao lado de um gene para ver seu perfil de expressão genética e um gráfico de linha. Múltiplos genes podem ser adicionados. Em seguida, baixe a lista de genes no formato de arquivo necessário para a etapa de descoberta de borda clicando no botão lista de genes de download.

Na tabela de anotação de genes editáveis, rotule um gene como um alvo, um regulador ou ambos. Se um gene é um regulador, rotule o gene como um ativador, repressor ou ambos. Finalmente, clique no botão de arquivo de anotação de download para baixar o arquivo de anotação no formato de arquivo necessário para a etapa de localização de borda.

Em um novo arquivo de configuração IDP que parametriza a etapa de localização de borda, para arquivo de lista genética, digite o caminho e o nome do arquivo de lista genética gerada após o sinal igual. Para a coluna de pontuação de borda, digite PLD ou perda de norma para especificar qual coluna de dataframe da saída LEM py é usada para filtrar as bordas. Em seguida, selecione limite de pontuação de borda ou bordas num para lista e exclua o outro.

Se o limite de pontuação de borda for selecionado, digite um número entre zero e um. Se as bordas num para lista foram selecionadas, digite um valor igual ou inferior ao número de bordas possíveis. Em seguida, selecione limiar de semente ou bordas num para sementes e exclua a outra.

Se o limiar de sementes for selecionado, digite um número entre zero e um. Se as bordas num para sementes forem selecionadas, digite um valor igual ou inferior ao número de bordas possíveis. Em seguida, execute o IDP usando o arquivo de configuração criado como demonstrado anteriormente.

Selecione ou desmarque as bordas da tabela de borda clicando nas caixas de seleção correspondentes adjacentes a cada borda para adicionar ou remover bordas da rede de sementes. Em seguida, clique no botão de especificação de rede DSGRN para baixar a rede de sementes no formato de especificação de rede DSGRN. Depois de selecionar as bordas a serem incluídas no arquivo da lista de bordas usado na localização da rede clicando nas caixas de seleção correspondentes da tabela de borda, clique em listas de node e borda de download para baixar a lista de nó e arquivos de lista de borda no formato necessário para seu uso na localização da rede.

Em um novo arquivo de configuração do IDP que parametriza a etapa de localização de rede, para arquivo de rede de sementes, arquivo de lista de borda e arquivo de lista de nó, digite o caminho e o nome do arquivo de rede de sementes e os arquivos de lista de borda e nó. Para operações de intervalo, digite dois números separados por uma círgula após o sinal igual. O primeiro e o segundo números são o mínimo e o número máximo de adição ou remoção de nós ou bordas por rede feitas, respectivamente.

Para os vizinhos num, digite um número que represente quantas redes encontrar na rede de achados. E para os params máximos, digite um número que represente o número máximo de parâmetros DSGRN para permitir uma rede. Para adicionar nó, adicione borda, remova o nó e remova a borda, digite valores entre zero e um após o sinal igual.

Os números devem resumir a um. Em seguida, execute o IDP usando o arquivo de configuração criado como demonstrado anteriormente. Para gerar uma tabela de prevalência de borda, selecione redes usando as duas opções a seguir.

Para a opção um, insira limites inferiores e superiores nos resultados da consulta, inserindo valores mínimos e máximos nas caixas de entrada correspondentes ao eixo x e ao eixo y da parcela. Para a opção dois, clique e arraste sobre a estação de dispersão para desenhar uma caixa ao redor das redes a serem incluídas. Após a seleção ou entrada de limites de entrada, clique na prevalência de obter borda do botão de redes selecionadas.

Em seguida, insira um inteiro na caixa de entrada do índice de rede para exibir uma única rede da seleção. Em seguida, clique em baixar a especificação da rede DSGRN para baixar a rede de exibição no formato de especificação de rede DSGRN. Usando as caixas de seleção correspondentes a cada borda, selecione bordas a serem incluídas na rede ou motivo utilizado para a análise de similaridade.

Em seguida, clique em enviar para criar o dispersão de semelhança para o motivo ou rede selecionado. Para selecionar uma rede ou um conjunto de redes, clique e arraste sobre a estação de dispersão. Desenhe uma caixa ao redor das redes para ser incluída para gerar uma tabela de prevalência de borda e para visualizar as redes juntamente com os respectivos resultados de consulta.

Baixe a tabela de prevalência de borda clicando na tabela de download. Em seguida, baixe a rede de exibição para análise de similaridade clicando em baixar a especificação da rede DSGRN, como demonstrado anteriormente. Este protocolo foi aplicado à rede reguladora genética oscilante principal do ciclo celular da levedura.

Os resultados de executar cada etapa do IDP consecutivamente sem usar o IDV entre as etapas são mostrados aqui. Esta execução totalmente parametrizada do IDP produziu resultados para a localização de nó e borda. No entanto, na descoberta da rede, não foram descobertas redes de modelo admissíveis.

Um conjunto de reguladores conhecidos do ciclo de células de levedura foi então selecionado a partir do banco de dados do genoma de Saccharomyces e as relações regulatórias conhecidas entre genes foram extraídas da levedura rastreada. A tabela da lista genética foi estendida para encontrar o gene restante no modelo de rede de regulação genética e os genes foram desmarcados para remover genes não encontrados no mesmo modelo. Um novo arquivo de configuração de IDP foi parametrizado para a etapa de localização de borda com a nova lista genética e arquivo de anotação, e os resultados foram carregados no IDV.

Bordas sem evidência experimental foram removidas da rede de sementes. Após a criação de uma rede de sementes bem apoiada por evidências experimentais, 37 redes admissíveis de modelo foram encontradas na etapa de descoberta de rede, das quais 24 podem oscilar. Dessas 24 redes, as melhores foram duas redes que corresponderam aos dados em 50% de seus parâmetros de modelos oscilantes.

Quando a capacidade de remover bordas durante a geração de rede foi adicionada, 612 redes foram encontradas, com 67% dessas redes tendo a capacidade de oscilar de forma estável. Curiosamente, 82 redes capazes de dinâmica oscilatória estável não foram capazes de produzir dinâmicas semelhantes às vistas nos dados. E das 411 redes, 124 apresentaram correspondências robustas aos dados.

O espaço de parâmetro biologicamente viável é desconhecido do DSGRN, mas a incorporação de informações biológicas no número e na localização de bordas ajuda a restringir a descoberta da rede a regiões biologicamente razoáveis no espaço de todas as redes. A modelagem ODE das redes utilizando parâmetros a partir da etapa de localização de borda pode ser realizada para testar ainda mais a funcionalidade das redes em silico.