mirMachine : un guichet unique pour l’annotation des miARN végétaux

Résumé

Ici, nous présentons un nouveau pipeline de miARN entièrement automatisé, mirMachine qui 1) peut identifier les miARN connus et nouveaux avec plus de précision et 2) est entièrement automatisé et disponible gratuitement. Les utilisateurs peuvent désormais exécuter un court script de soumission pour exécuter le pipeline mirMachine entièrement automatisé.

Résumé

Parmi les différents types d’ARN non codants, les microARN (miARN) ont sans doute été sous les projecteurs au cours de la dernière décennie. En tant que régulateurs post-transcriptionnels de l’expression génique, les miARN jouent un rôle clé dans diverses voies cellulaires, y compris le développement et la réponse au stress a/biotique, comme la sécheresse et les maladies. Le fait de disposer de séquences génomiques de référence de haute qualité a permis l’identification et l’annotation de miARN chez plusieurs espèces végétales, où les séquences de miARN sont hautement conservées. Comme les processus computationnels d’identification et d’annotation des miARN sont principalement des processus sujets aux erreurs, les prédictions basées sur l’homologie augmentent la précision de la prédiction. Nous avons développé et amélioré le pipeline d’annotation de miARN, SUmir, au cours de la dernière décennie, qui a été utilisé pour plusieurs génomes de plantes depuis lors.

Cette étude présente un nouveau pipeline de miARN entièrement automatisé, mirMachine (miRNA Machine), en (i) ajoutant une étape de filtrage supplémentaire sur les prédictions de structure secondaire, (ii) le rendant entièrement automatisé, et (iii) introduisant de nouvelles options pour prédire soit des miARN connus basés sur l’homologie, soit de nouveaux miARN basés sur de petites lectures de séquençage d’ARN utilisant le pipeline précédent. Le nouveau pipeline de miARN, mirMachine, a été testé à l’aide de la ressource d’information Arabidopsis, TAIR10, de la publication du génome d’Arabidopsis et du génome de référence du blé v2 de l’International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC).

Introduction

Les progrès des technologies de séquençage de nouvelle génération ont élargi la compréhension des structures d’ARN et des éléments régulateurs, révélant des ARN non codants (ARNnc) importants sur le plan fonctionnel. Parmi les différents types d’ARNnc, les microARN (miARN) constituent une classe régulatrice fondamentale de petits ARN d’une longueur comprise entre 19 et 24 nucléotides chez les^plantes1,2. Depuis la découverte du premier miARN chez le nématode Caenorhabditis elegans³, la présence et les fonctions des miARN ont été largement étudiées dans les génomes animaux et vég....

Protocole

1. Dépendances et installation du logiciel

1. Installez les dépendances logicielles à partir de leur site d’origine ou à l’aide de conda.
   1. Téléchargez et installez Perl, s’il n’est pas déjà installé, à partir de son site d’accueil (https://www.perl.org/get.html).
      REMARQUE : Les résultats représentés ont été prédits à l’aide de Perl v5.32.0.
   2. Téléchargez Blast+, un programme d’alignement, depuis son site d’accueil (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/) en tant qu’exécutable et en code source.
      REMARQUE : Les résultats représentés ont été prédits à l’aide de BLAST 2.6.0+.
   3. Installez le paquet précompilé de RNAfold à partir ....

Résultats

Le pipeline miARN, mirMachine, décrit ci-dessus a été appliqué aux données de test pour l’évaluation rapide de la performance du pipeline. Seuls les miARN végétaux à haut niveau de confiance déposés à la miRBase v22.1 ont été examinés sur le chromosome 5A du génome RefSeq v2²⁴ du blé IWGSC. mirMachine_find a renvoyé 312 occurrences pour la liste non redondante de 189 miARN de confiance élevé avec un maximum de 1 incompatibilité autorisée (tableau 1). mirMac.......

Discussion

Notre pipeline de miARN, SUmir, a été utilisé pour l’identification de nombreux miARN végétaux au cours de la dernière décennie. Ici, nous avons développé un nouveau pipeline d’identification et d’annotation de miARN entièrement automatisé et disponible gratuitement, mirMachine. En outre, un certain nombre de pipelines d’identification de miARN, y compris, mais sans s’y limiter, le pipeline précédent, dépendaient du logiciel UNAfold²¹, qui est devenu un logiciel commercial .......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/			Blast+
https://github.com/hbusra/mirMachine.git			mirMachine submission script
https://www.perl.org/get.html			Perl
https://www.tbi.univie.ac.at/RNA/			RNAfold
Arabidopsis TAIR10
Triticum aestivum (wheat, IWGSC RefSeq v2)