Yöntem makalesi

Mantar Patojenlerinde Geliştirilmiş ChIP-seq ve Transkriptomik Analiz Araçları Olarak Tepe Arama Algoritmaları (WonderPeaks ve PeakStream)

DOI:

10.3791/68301

⸱

8 Ağustos 2025

 , 
1Department of Microbiology and Immunology, University of California, San Francisco

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu rapor, RNA-seq ve ChIP-seq verilerini analiz etmek için yeni bir hesaplama aracı olan WonderPeaks'i tanıtmaktadır. Bu araç, sıralama verilerindeki zirveleri (okuma yığınları) başarıyla tanımlayarak, RNA-seq'te çevrilmemiş bölge sınırlarının karakterizasyonunu sağlar ve ChIP-seq'te kromatin zenginleşmesini tespit ederek mantar patojen araştırmaları için değerli bilgiler sağlar.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Transkriptomik ve transkripsiyon düzenleyici aktivite yoluyla gen ekspresyonundaki değişiklikleri karakterize etmek, mantar patogenezinde yer alan çeşitli yanıtları anlamak için temel bir yaklaşım haline gelmiştir. Bu makale, mantar patojenlerinde, özellikle sınırlı genomik açıklamaya sahip model olmayanlarda transkripsiyonel düzenleme çalışmasındaki temel zorlukları ele almak için tasarlanmış iki hesaplama aracını tanıtmaktadır. İlk olarak, Chromatin ImmunoPrecipitation'daki zenginleştirilmiş zirveleri ve ardından dizilemeyi (ChIP-seq) belirlemek için yeni nesil dizileme (NGS) deneylerinden eşlenmiş genomik verilerin ilk türevinden yararlanan yeni bir tepe çağırma algoritması olan WonderPeaks'i sunuyoruz. İkinci olarak, poli(A) astarlı kitaplık hazırlığı kullanılarak oluşturulan transkriptomik verilerde 3' çevrilmemiş bölgelere (UTR'ler) açıklama eklemek için WonderPeaks'in bir uzantısı olan PeakStream'i tanıtıyoruz. Bu araçlar birlikte, mantarlarda transkripsiyon düzenlemesini inceleyen araştırmacılar için kullanıcı dostu bir çözüm sunan uçtan uca bir veri analizi hattı sağlar. Mantar patojeni Candida albicans'tan elde edilen verilerle etkinliklerini gösteriyoruz, ChIP-seq verilerindeki doğrulanmış zirveleri başarıyla tanımlıyoruz ve aynı koşullar altında toplam RNA dizileme verileriyle karşılaştırarak doğrulanmış UTR'lere açıklama ekliyoruz. Ayrıca, mevcut son teknoloji yöntemlerle karşılaştırıldığında ChIP-seq verileri için WonderPeaks'in sınırlamalarını tartışıyor ve gelecekteki iyileştirmeler için yönergeler öneriyoruz. Sonuç olarak, bu çalışma, patojenik mantarlar ve daha geniş genomik çalışmalardaki potansiyel uygulamalarla doğrudan ilgili olarak, transkripsiyonel düzenlemeyi incelemek için pratik rehberlik ve güçlü kaynaklar sağlar.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mantar patojenleri, son yıllarda artan enfeksiyonlarla birlikte ortaya çıkan küresel bir sağlık sorunudur1. Bu patojenlerin çoğu yüksek antifungal direnç sergiler ve önemli ölüm oranları ile ilişkilidir2. Bununla birlikte, model mantar organizmalarıyla karşılaştırıldığında, birçok patojenik mantar zayıf bir şekilde karakterize edilmeye devam etmekte ve bu da patojenite mekanizmaları hakkında daha fazla araştırmaya duyulan ihtiyacı vurgulamaktadır. Kromatin İmmünopresipitasyon Dizileme (ChIP-Seq) ve RNA-Dizileme (RNA-Seq) gibi yeni nesil dizileme (NGS) teknikleri, mantar patojenitesinin altında yatan gen ekspresyonunun mo....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Kurulum (tamamlandıysa atlayın)

  1. Önkoşullar
    1. Ön işlemeyi (bölüm 5) ve WonderPeaks'i (bölüm 6 veya bölüm 7) çalıştırma gereksinimlerini yüklemek için Anaconda veya Minconda'yı yükleyin.
      NOT: Anaconda için bir kullanım kılavuzu için referans16'ya bakın.
    2. Python'u yükleyin: Python'u Anaconda veya Miniconda içinde yükleyin.
    3. Bu yöntemdeki tüm işlevleri yürütmek için Jupyter Notebooks'u yükleyin.
      NOT: Jupyter Notebook'lar için yeni başlayanlar için bir kullanıcı kılavuzu referans17'de bulunabilir.
      DİKKAT: Mantar genomları (≤100 Mbp) için en az 20 çe....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Harikalar Tepeleri
Bir ChIP-seq deneyi gerçekleştirdikten sonra, araştırmacılar, epitop etiketli bir DNA bağlayıcı protein tarafından zenginleştirilmiş genomik bölgeleri tanımlamak için genellikle MACS3 gibi tepe çağrıcıları kullanırlar. WonderPeaks'i, yukarıda açıklanan yöntemi kullanarak zirveleri belirlemek için tasarlanmış, kullanıcı dostu bir tepe arayan olarak geliştirdik.

WonderPeaks, önce kapsamın ilk türevini hesaplayarak zirveleri tanımlar .......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yeni nesil dizileme (NGS) teknikleri, mantar patojenlerinde gen regülasyonu ve ekspresyonu hakkında benzersiz bir bakış açısı sağlar. Bu nedenle, hesaplama araçları hem kapsamlı olmalı - bir deneyde üretilen tüm verileri yakalamalı - hem de genel kullanıcılar, özellikle de tezgah bilimcileri tarafından erişilebilir olmalıdır. Bu raporda, ChIP-seq ve RNA-seq iş akışlarında mantar patojeni araştırmacıları için bu ihtiyaçları karşılayan WonderPeaks ve PeakStream adlı iki aracı tanıttık.

.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların beyan edebilecekleri herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) RO1AI175080 ve R01GM037049 hibeleri (Alexander D. Johnson'a) ve NIH T32 Eğitim Hibe Ödülü T32 AI 60537-20 (HG'ye) tarafından desteklenmiştir. Alexander Johnson, Matthew Lohse, Jenny Zhang ve Brian Wang'a yararlı tartışmalar ve tavsiyeler için teşekkür ederiz. Ayrıca geri bildirimleri için Carol Gross'un Lab üyelerine teşekkür ederiz. Teknik destek için Ananda Mendoza'ya teşekkür ederiz. Sıralama, UCSF PBBR, RRP IMIA ve NIH 1S10OD028511-01 hibeleri tarafından desteklenen UCSF CAT'de gerçekleştirildi. Kodda sorun giderme konusunda yardım almak ve makaleyi düzenlemek için öneriler sağlamak için....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
CORALL Total RNA-seq V1 kitiLexogen095Islak laboratuvar malzemesi 
Filamentli-Mantarlar riboPOOLsiTOOLsdp-P096-6Islak laboratuvar malzemesi 
Yüksek Hassasiyetli RNA ScreenTapeAgilent5067-5579Islak laboratuvar malzemesi 
Yüksek Hassasiyetli RNA ScreenTape MerdivenAgilent5067-5581Islak laboratuvar malzemesi 
Yüksek Hassasiyetli RNA ScreenTape Örnek TamponuAgilent5067-5580< / strong>Wet lab malzemesi 
https://github.com/mgarber21/WonderPeaks/blob/main/environment.yml WonderPeaks için bağımlılıkların listesi
https://github.com/mgarber21/WonderPeaks_preprocessing/blob/main/environment.yml
Monarch Spin RNA Cleanup KiNEBT2040LIslak laboratuvar malzemesi 
pygenometracks (3.9)
QuantSeq 3′ mRNA-Seq FWD Kütüphane Hazırlık Kiti V1Lexogen015Islak laboratuvar materyali 
Qubit RNA Yüksek Hassasiyetli (HS) Test KitiCanlandırıcıQ32852Islak laboratuvar malzemesi 
RNA Temiz & Konsantratör-5Zymo ResearchR1016Islak laboratuvar malzemesi 
TURBO DNA İçermeyen KitThermoFisherAM1907Islak laboratuvar malzemesi 
Harikalar Tepeleri(0.1.14)
WonderPeaks_preprocessing(0.2.3)
WonderPeaks_preprocessing için bağımlılıkların listesi

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. fungal priority pathogens list to guide research, development and public health action. , WHO. https://www.who.int/publications/i/item/9789240060241 (2022).
  2. Fisher, M. C., Denning, D. W. The WHO fungal priority pathogens list as a game-changer. Nat Rev Microbiol. 21 (4), 211-212 (2023).
  3. Gaspar, J. M. Improved peak-calling with MACS2.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

ChIP Seq AnaliziWonderPeaks AlgoritmasPeakStream AracTranskripsiyon Reg lasyonu3 UTR AnotasyonuYeni Nesil DizilemeCandida Albicans
Video yakında

İlgili makaleler