IR-TEx utforskar insekticid resistensrelaterade transkriptionella profiler i arten Anopheles gambiae. Förutsatt här är fullständiga instruktioner för att använda programmet, ändringar för att utforska flera transcriptomic datauppsättningar, och med hjälp av ramverket för att bygga en interaktiv databas för samlingar av transkriptomic data från någon organism, som genereras i någon plattform.
IR-TEx är ett program skrivet i Shiny (ett R-paket) som möjliggör utforskning av uttrycket av (samt tilldela funktioner till) avskrifter vars uttryck är associerad med insekticid resistens fenotyper i Anopheles gambiae myggor. Ansökan kan användas online eller laddas ner och användas lokalt av någon. Det lokala programmet kan ändras för att lägga till nya insekticid resistens dataset genereras från flera omics plattformar. Den här guiden visar hur du lägger till nya datauppsättningar och hanterar saknade data. Dessutom kan IR-TEx helt och enkelt kodas om till att använda-omics-dataset från alla experimentella data, vilket gör det till en värdefull resurs för många forskare. Protokollet illustrerar nyttan av IR-TEx att identifiera nya insekticid resistens kandidater med hjälp av den mikrosomal glutation transferase, GSTMS1, som ett exempel. Denna avskrift är uppreglerad i flera pyretroidbaserade resistenta populationer från Elfenbenskusten och Burkina Faso. Identifieringen av samkorrelerade utskrifter ger ytterligare insikt i den här genens förmodade roll.
Förmågan att mäta uttrycket av ett stort antal utskrifter samtidigt genom microarray plattformar och RNAseq teknik har resulterat i generering av stora datamängder associera avskrift uttryck med en viss fenotyp i både modell och icke-modellorganismer. Dessa dataset är en oerhört rik resurs för forskare, vars kraft kan ökas genom att kombinera relevanta uppsättningar i en stor data integrationsstrategi. Denna metod är dock begränsad till personer med särskild bioinformatikkompetens. Beskrivs här är ett program, IR-TEx (tidigare utgiven av Ingham et al.1) som är skriven i ett R-paket som heter Shiny2 och tillåter användare med lite bioinformatik utbildning för att integrera och förhöra dessa dataset med relativ lätthet.
IR-TEx, som finns på http://www.lstmed.AC.uk/Projects/IR-TEx, skrevs för att utforska transkriptioner i samband med insekticid resistens i Anopheles gambiae, den stora afrikanska malaria vektor1. Malaria är en parasitsjukdom orsakad av Plasmodium arter, överförs mellan människor genom bett av kvinnliga Anopheles myggor. Inriktning på Mosquito Vector med insekticider har visat sig vara det mest effektiva sättet att förebygga malaria-relaterade sjuklighet och dödlighet i Afrika. Upptrappningen av verktyg (dvs. långvariga insekticid nät) har också varit avgörande för de dramatiska minskningarna av malaria fall sedan 20003. Med ett mycket begränsat antal insekticider tillgängliga, det finns ett starkt evolutionärt tryck på myggor, och resistens är nu utbredd i afrikanska malaria vektorer4.
Dessutom, mål plats mutationer5 och metabolisk clearance av insekticider6,7 förbli den primära studerade mekanismerna för resistens, men andra potenta resistenta mekanismer är nu framväxande1. Många av dessa nya mekanismer har inte tidigare förknippats med insekticid resistens men har upptäckts genom att söka efter gemensamma mönster av genuttryck över flera resistenta populationer med hjälp av IR-TEx app och därefter funktionellt validerade av Genomics metoder1.
Beskrivs här är en steg-för-steg-metod för att använda IR-TEx, både på webben och när de installeras lokalt. Protokollet beskriver hur nya datauppsättningar för insekticid resistens kan integreras i det befintliga paketet och förklarar hur man arbetar med saknade data. Slutligen beskriver det hur du använder denna programvara med andra-omics datauppsättningar som är relaterade till insekticid resistens, vilket kombinerar data från varierande-omics metoder samtidigt som de arbetar med saknade värden och normalisering så att data är jämförbara.
Big data transkriptomik producerar listor över tusentals utskrifter som är differentially uttrycks för varje försöks tillstånd. Många av dessa experiment utförs på relaterade organismer och fenotyper och är nästan uteslutande analyseras som oberoende experiment. Utnyttja dessa rika datakällor genom att undersöka data holistiskt och utan teoretiska antaganden kommer 1) leda till identifiering av nya kandidat betyg och 2) förhindra att värdefulla data kastas överbord helt enkelt eftersom det finns för mycket information att validera in vivo1.
IR-TEx förser användare med begränsad bioinformatikbakgrund med möjligheten att enkelt granska flera datauppsättningar, visualisera ändringar i datauppsättningarna och ladda ner tillhörande information1. Även om IR-TEx inte stöder sökning efter mer än en avskrift i varje sökning, kan användarna undersöka de associerade Fold_Changes. txt-filerna genom att helt enkelt använda Excel, R eller andra lämpliga program. Ytterligare nytta av IR-TEx härrör från användningen av korrelation nätverk för att förutsäga avskrift funktion, inmatning av hypotetiska proteiner eller utskrifter med okända funktioner och användning av nedströms programvara för att söka efter enrichments1.
I det exempel som visas i detta protokoll används IR-TEx enligt dess ursprungliga funktion. Här, det möjliggör utforskning av utskrifter i samband med insekticid motstånd och visualisering av distributionen av över-och under uttryck genom kartläggning grafik. Avskrifter av intresse valideras in vivo för att avgöra om över-eller under uttryck av givna avskrifter bidrar till en observerad fenotyp1 (t. ex. insekticid resistens). Det visades här, som tidigare rapporterats1, att en datauppsättning kan användas i en hypotes driven metod för att identifiera avskrifter av intresse på en landsspecifik basis. IR-TEx kan sedan användas för att 1) utforska uttrycket av avskriften och 2) kontextualisera avskriften funktion genom att tillämpa en Pairwise korrelation nätverk över alla avskrifter som finns i varje-omics DataSet. Här var GSTMS1 visat sig vara co-korrelerad med ett antal andra utskrifter inblandade i avgiftning. Dessa data (tillsammans med knockdown av avskriften som resulterade i en signifikant ökning av dödligheten efter insekticid exponering) visar vikten av denna transkription i xenobiotiska clearance.
IR-TEx representerar en värdefull resurs för att utforska insekticid resistens-relaterade utskrifter på webben eller med hjälp av lokala applikationer. Det här protokollet visar hur du ändrar IR-TEx för olika omics-plattformar samt helt nya data. Guiden visar hur du använder IR-TEx för att integrera data från flera omics plattformar och datauppsättningar med saknade data samt hur man omkodar IR-TEx helt enkelt så det är användbart för alla som forskar på transcriptomic datauppsättningar.
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete finansierades av en MRC kompetensutveckling Fellowship till V.I. (MR/R024839/1) och Royal Society Challenge Grant (CH160059) till HR
Laptop with browser | Any | – | – |
R Program | The R Project for Statistical Computing | – | https://www.r-project.org/ |
R Studio | R Studio | – | https://www.rstudio.com/ |