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Article de méthode

Découverte de roman-fleuve de génomique soustractive

8K vues

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DOI :

10.3791/58877

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25 janvier 2019

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Dans cet article

Résumé

Le but du présent protocole est d’utiliser une combinaison de calcul et de la recherche de banc pour trouver de nouvelles séquences qui ne peuvent être facilement séparés d’une séquence co purificatrice, qui peut-être n'être que partiellement connue.

Résumé

Soustractive génomique peut être utilisé dans des recherches dont le but est d’identifier la séquence d’un gène, protéine ou une région qui est incorporée dans un contexte plus large de génomique. Soustractive génomique permet à un chercheur d’isoler une séquence cible d’intérêt (T) en séquençage complet et en soustrayant les éléments génétiques connus (référence, R). La méthode peut être utilisée pour identifier de nouvelles séquences comme les mitochondries, chloroplastes, virus, ou cellules germinales restreinte de chromosomes et est particulièrement utile lorsque T ne peut pas être facilement isolé de R. commençant par les données génomiques complètes (R + T), la méthode utilise base locale alignement Search Tool (BLAST) contre une séquence de référence, ou séquences, pour supprimer les séquences connues correspondants (R), laissant derrière lui la cible (T). Pour la soustraction fonctionner au mieux, R doit être un projet relativement complet auquel il manque T. Depuis les séquences restantes après soustraction sont testés à travers quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR), R n’a pas besoin d’être terminés pour que la méthode fonctionne. Ici nous relions computational étapes avec des étapes expérimentales dans un cycle qui peut être itéré selon les besoins, séquentiellement, supprimant plusieurs séquences de référence et affiner la recherche de T. L’avantage de la génomique soustractive, c’est qu’une séquence complètement nouvelle cible soient reconnaissables même dans les cas où la purification physique est difficile, impossible ou coûteux. L’inconvénient de la méthode est trouver une référence appropriée pour la soustraction et obtenir T-positifs et négatifs des échantillons pour les tests de qPCR. Nous décrivons notre implémentation de la méthode dans l’identification du premier gène du chromosome germline restreints de zebra finch. Dans ce cas de filtrage informatique impliqué trois références (R), retirés dans l’ordre pendant trois cycles : un assemblage génomique incomplète et données génomiques brutes données transcriptomiques.

Introduction

Le but de cette méthode est d’identifier une nouvelle cible (T) séquence génomique, ADN ou ARN, d’un contexte génomique, ou d’une référence (R) (Figure 1). La méthode est plus utile si la cible ne peut pas être physiquement séparée, ou il serait coûteux de le faire. Seuls quelques organismes ont fini parfaitement génomes pour la soustraction, donc une innovation majeure de notre méthode est la combinaison de calcul et les méthodes de banc dans un cycle permettant aux chercheurs d’isoler les séquences cibles lorsque la référence est imparfaite, ou un projet génome d’un organisme non-modèle. À la fin d’un cycle, qPCR test sert à déterminer ....

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Protocole

1. séquence de démarrage assembler de novo

Remarque : Toute séquence de génération (NGS) données peuvent servir, tant qu’un assembly peut être produit à partir de ces données. Les données d’entrée appropriées comprennent Illumina, PacBio, ou Oxford Nanopore lit assemblé dans un fichier de fasta. Pour concret, cette section décrit un assembly de base Illumina transcriptomique spécifique à l’étude de zebra finch, nous avons réalisé7; Toutefois, sachez que les spécificités varieront par projet. Pour notre exemple de projet, données brutes proviennent d’un MiSeq et environ 10 millions de lectures appariés ont été ....

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Résultats

Après l’exécution de BLAST, le fichier de sortie aura une liste de séquences de la requête qui correspond à la base de données. Après soustraction de Python, un certain nombre de séquences non correspondantes est obtenu et testé par qPCR. Les résultats du présent et les prochaines étapes, sont examinés ci-dessous.

Résultat négatif. Il y a deux résultats négatifs possibles qui peuvent être vus après l’explosion à.......

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Discussion

Tandis que la génomique soustractive est puissante, il n’est pas une approche d’emporte-pièce, nécessitant une personnalisation à plusieurs étapes clés et une sélection rigoureuse des séquences de référence et des échantillons pour essai. Si l’assembly de la requête est de mauvaise qualité, des mesures de filtrage pourrait isoler seulement artefacts de l’Assemblée. Par conséquent, il est important de valider complètement l’assembly en reprenant à l’aide d’un protocole de validation appropriée au projet spécifiqu.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Les auteurs reconnaissent Michelle Biederman, Alyssa Pedersen et Colin J. Saldanha pour leur aide avec le projet de génomique de zebra finch à divers stades. Nous remercions également Evgeny Boivin au calcul d’administration système de cluster et NIH grant 1K22CA184297 (pour J.R.B.) et 042767 NS NIH (à C.J.S).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Accustart II Taq DNA polyméraseQuanta Bio95141
Outil de recherche d’alignement local blasique (BLAST)https://github.com/trinityrnaseq/trinityrnaseq/wiki/Transcriptome-Assembly-Quality-Assessment
Nœud papillon 2https://www.python.org/download/releases/2.7/
BWA-MEM v. 0.7.12https://github.com/BenLangmead/bowtie2
Geneioushttps://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
PEAR v. 0.9.6http://www.mybiosoftware.com/reptile-1-1-short-read-error-correction.html
Personal ComputerBiomattershttp://www.geneious.com/
PowerSYBR qPCR mixThermoFisher4367659
Python v. 2.7https://sco.h-its.org/exelixis/web/software/pear/
Reptile v.1.1https://alurulab.cc.gatech.edu/reptile
Stratagene Mx3005PAgilent Technologies401456
TransDecoder v. 3.0.1https://sourceforge.net/projects/bio-bwa/files/
Trinity v. 2.4.0https://github.com/TransDecoder/TransDecoder/wiki

Références

  1. Barh, D., et al. A Novel Comparative Genomics Analysis for Common Drug and Vaccine Targets in Corynebacterium pseudotuberculosis and other CMN Group of Human Pathogens. Chemical Biology & Drug Design. 78 (1), 73-84 (2011).
  2. Sarangi, A. N., Aggarwal, R., Rahman, Q., Trivedi, N.

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Réimpressions et autorisations

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