Hier stellen wir eine neue und vollautomatische miRNA-Pipeline vor, mirMachine, die 1) bekannte und neuartige miRNAs genauer identifizieren kann und 2) vollautomatisch und frei verfügbar ist. Benutzer können nun ein kurzes Einreichungsskript ausführen, um die vollautomatische mirMachine-Pipeline auszuführen.
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Methodenartikel
mirMachine: Ein One-Stop-Shop für pflanzliche miRNA-Annotation
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Von verschiedenen Arten von nicht-kodierenden RNAs standen microRNAs (miRNAs) in den letzten zehn Jahren wohl im Rampenlicht. Als posttranskriptionelle Regulatoren der Genexpression spielen miRNAs eine Schlüsselrolle in verschiedenen zellulären Signalwegen, einschließlich der Entwicklung und Reaktion auf a/biotischen Stress wie Dürre und Krankheiten. Qualitativ hochwertige Referenzgenomsequenzen ermöglichten die Identifizierung und Annotation von miRNAs in mehreren Pflanzenarten, bei denen miRNA-Sequenzen hochkonserviert sind. Da computergestützte miRNA-Identifikations- und Annotationsprozesse meist fehleranfällige Prozesse sind, erhöhen homologiebasierte Vorhersagen die Vorhersagegenauigkeit. Wir haben in den letzten zehn Jahren die miRNA-Annotationspipeline SUmir entwickelt und verbessert, die seitdem für mehrere Pflanzengenome verwendet wurde.
Diese Studie stellt eine vollautomatische, neue miRNA-Pipeline, mirMachine (miRNA Machine), vor, indem (i) ein zusätzlicher Filterschritt zu den Sekundärstrukturvorhersagen hinzugefügt wird, (ii) sie vollständig automatisiert wird und (iii) neue Optionen eingeführt werden, um entweder bekannte miRNA basierend auf Homologie oder neuartige miRNAs basierend auf kleinen RNA-Sequenzierungslesevorgängen unter Verwendung der vorherigen Pipeline vorherzusagen. Die neue miRNA-Pipeline, mirMachine, wurde mit The Arabidopsis Information Resource, TAIR10, der Veröffentlichung des Arabidopsis-Genoms und dem Weizenreferenzgenom v2 des International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC) getestet.
Einleitung
Fortschritte bei Sequenzierungstechnologien der nächsten Generation haben das Verständnis von RNA-Strukturen und regulatorischen Elementen erweitert und funktionell wichtige nicht-kodierende RNAs (ncRNAs) aufgedeckt. Unter den verschiedenen Arten von ncRNAs stellen microRNAs (miRNAs) eine grundlegende regulatorische Klasse kleiner RNAs mit einer Länge zwischen 19 und 24 Nukleotiden in Pflanzendar 1,2. Seit der Entdeckung der ersten miRNA im Fadenwurm Caenorhabditis elegans3 wurden das Vorhandensein und die Funktionen von miRNAs auch in tierischen und pflanzlichen Genomen umfass....
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Protokoll
1. Softwareabhängigkeiten und Installation
- Installieren Sie Softwareabhängigkeiten von ihrer Home-Site oder mit conda.
- Laden Sie Perl herunter und installieren Sie es, falls es nicht bereits installiert ist, von seiner Homepage (https://www.perl.org/get.html).
HINWEIS: Die dargestellten Ergebnisse wurden mit Perl v5.32.0 vorhergesagt. - Laden Sie Blast+, ein Ausrichtungsprogramm, von seiner Homepage (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/) als ausführbare Datei und als Quellcode herunter.
HINWEIS: Die dargestellten Ergebnisse wurden mit BLAST 2.6.0+ vorhergesagt. - Installieren Sie das vorkompilierte Paket von RNAfold vo....
- Laden Sie Perl herunter und installieren Sie es, falls es nicht bereits installiert ist, von seiner Homepage (https://www.perl.org/get.html).
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Ergebnisse
Die oben beschriebene miRNA-Pipeline mirMachine wurde zur schnellen Bewertung der Leistungsfähigkeit der Pipeline auf die Testdaten angewendet. Nur die an miRBase v22.1 deponierten hochzuverlässigen pflanzlichen miRNAs wurden gegen das Chromosom 5A des IWGSC-Weizen-RefSeq-Genoms v224 gescreent. mirMachine_find ergab 312 Treffer für die nicht redundante Liste von 189 hochzuverlässigen miRNAs mit maximal 1 zulässigen Mismatch (Tabelle 1). mirMachine_fold klassifizierten 49 von ihnen.......
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Diskussion
Unsere miRNA-Pipeline SUmir wurde in den letzten zehn Jahren für die Identifizierung vieler pflanzlicher miRNAs verwendet. Hier haben wir eine neue, vollautomatische und frei verfügbare miRNA-Identifikations- und Annotationspipeline entwickelt, mirMachine. Darüber hinaus war eine Reihe von miRNA-Identifikationspipelines, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die vorherige Pipeline, von der UNAfold-Software21 abhängig, die im Laufe der Zeit zu einer kommerziellen Software wurde, obwohl sie eins.......
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/ | Blast+ | ||
| https://github.com/hbusra/mirMachine.git | mirEinreichungsskript | ||
| https://www.perl.org/get.html | Perl | ||
| https://www.tbi.univie.ac.at/RNA/ | RNAfold | ||
| Arabidopsis TAIR10 | |||
| Triticum aestivum (Weizen, IWGSC RefSeq v2) |
Referenzen
- Voinnet, O. Origin, biogenesis, and activity of plant microRNAs. Cell. 136 (4), 669-687 (2009).
- Budak, H., Akpinar, B. A. Plant miRNAs: biogenesis, organization and origins. Functional & Integrative Genomics. 15 (5), 523-531 (2015).
- Lee, R. C., Feinbaum,....
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Nachdrucke und Genehmigungen
