עבודה זו נתמכה על ידי NIH מעניקה כולל DP1HD087990 מ NICHD, R01HG008135 מן NHGRI. אנו מודים חברי המעבדה Zhong למשוב יקרי ערך.
תרומות מחבר: X.C., A.T.Z. מתעדכנת GeNemo על-ידי קידוד ממשק חדש ותכונות; A.T.Z. הפיק את הווידאו שבאתר מדגם; A.T.Z., X.C, ש ז כתב העיתון.

הערה: הפרוטוקול אפשר לעצור בכל מקום.
 1. כיוונון בסיסי <ol><li>קבל מיטה, פסגות בתבנית, או אישיות חשובה 7 הקובץ המכיל את הנתונים כדי להיות קלט לתוך הגנום. הקובץ אמור להיות שם סיומת &#34; המיטה &#34;, &#34; broadpeaks &#34; &#34; narrowpeaks &#34;, או &#34; אישיות חשובה &#34; בהתאמה. 
	&#8203; הערה: גרסאות אלה סוג קבצים מכווצת יעבוד גם.</li>
	<li>להשתמש דפדפן אינטרנט כדי ללכת genemo.org. בכל מערכת הפעלה יכול להריץ דפדפני האינטרנט הנפוצים ביותר צריך להיות מסוגל להשתמש GeNemo.
	<ol><li>לבחור אילו זנים כדי לחפש נגד שימוש בתפריט הנפתח. כעת מינים הזמינים כוללים אדם ועכבר.</li>
		<li>העלה המשתמש קובץ באמצעות כתובת url או של העלאה ישירה. אישיות חשובה קבצים רק עבודה באמצעות שיטת העלאת כתובת url. מיטה פסגות בפורמט קבצים עבודה עם שתי השיטות (מרווח הקבצים אין אפשרות להעלות כמו הנתונים הראשי נכון לעכשיו).</li>
	</ol></li></ol> 2. ההתקנה האופציונלית <ol><li>לספק כתובת דואר אלקטרוני בתיבה המתאימה על מנת לקבל את תוצאות החיפוש באמצעות דוא ל כאשר החיפוש נעשה. 
	&#8203; הערה: בעת חיפוש חלק גדול של הגנום ו/או כנגד מספר רב של מסלולים (ראו להלן), מומלץ כי המשתמש מספק הדואר האלקטרוני שלו/שלה, מאז החיפוש עשוי להימשך זמן רב. לדוגמה, חיפוש 100 megabase לוקח בסביבות 15 s. קישור אל תוצאות החיפוש תישלח אל כתובת האימייל כאשר החיפוש יושלם. הקישור תפוג בעוד 7 ימים לאחר השלמת חיפוש.</li>
	<li>לספק קובץ אישיות חשובה, או ייתכן שהקובץ תצוגה מרווח מכתובת url. קובץ תצוגה זה לא ישפיע על התוצאות; זה רק יוצג לצד התוצאות.</li>
	<li>לציין טווח חיפוש (כולל את העמדות כרומוזום, זוג בסיסים) בתיבה המתאימה.
	<ol><li>לפרט את הכרומוזום, זוג בסיסים, והסיום זוג בסיסים.</li>
		<li>שימוש &#39; chrN &#39; עבור התבנית כרומוזום, איפה &#39; N &#39; הוא המספר/אות כרומוזום (1, 2, &#8230; X או Y). עבור זוגות בסיס, פשוט הקלד את המספרים.</li>
		<li>כוללות רווחים בין שלושת הערכים, או לכלול נקודתיים (:) בין מספר כרומוזום זוג הבסיס הראשון, ו/או מקף בין שני צמדי בסיס. לדוגמה: chr1:1000000-2000000, chr1 1000000 2000000, chr1 1000000-2000000, chr1:1000000 2000000. 
		הערה: השלבים 2.1-2.3 הם אופציונליים.</li>
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56136/56136fig1.jpg" /> איור 1 : GeNemo &#39; s בעמוד הראשי עם האזורים הדרושים למילוי. המשתמש צריך קלט את המינים, חיפוש קובץ ואת טווח החיפוש ובחר שירים שהוא מבקש לערוך חיפוש נגד. כתובת דואר אלקטרוני ולהציג קבצים אופציונליות. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56136/56136fig1large.jpg" target="_blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
 3-בחירת הנתונים <img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56136/56136fig2.jpg" /> איור 2 : חלון בחירת המסלול. זה הציף למעלה על-ידי לחיצה &#34; בחירת הנתונים &#34; לחצן בעמוד הראשי. . הנה, למשתמשים לבחור מסלולים כדי לחפש קובץ הקלט נגד. חלק מהרצועות שכבר נבחרו על-ידי ברירת המחדל. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56136/56136fig2large.jpg" target="_blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<ol><li>לאחר לחיצה על לחצן הבחירה נתונים, לבחור אילו סוגי מסלולים כדי לחפש נגד (קרי, כדי להוסיף לשאילתה). האוסף המסלול כולל datasets שונים רבים של מעבדות ברחבי העולם-
	<ol><li>כמו ברשימת הרצועות ארוכה למדי, ייתכן שמשתמשים ירצו להשתמש לחצן המסנן (בחלק העליון) כדי להקל על בחירות. רצועות עשוי להיות מסוננות לפי ניסוי, רקמות, תאים בטור ו/או במעבדה</li>
		<li>ישנם חמישה כפתורים בתחתית כדי לסייע לבצע בחירה במסלול: בחר הכל, בטל בחירה, הוספה, מסנן, המנועים.</li>
		<li>בחר הכל &#34; ו &#34; תבחר &#34; מאליהן.</li>
		<li>&#34; Add &#34; הלחצן מוסיף שירים שנבחרו כעת השאילתה. הוא משמש שער לוגי &#34; או &#34;. שימו לב כי בחירת את המסננים מעל (למשל, מסוימים ניסויים, רקמות, שורות תאים או מעבדות) לא להוסיף באופן אוטומטי רצועות התואם לשאילתת החיפוש. משתמשים עליך לבחור תחילה רצועות (למשל, המוח, הכבד תחת רקמות) ולאחר מכן לחץ על &#34; Add &#34; הלחצן כדי להוסיף אותן לשאילתה. בעת בחירת שירים, שימו לב כי רק המסננים המצוינים בכרטיסיית נפתח בחלון מסנן יוחלו לשאילתת החיפוש. בחירות נוספות בכרטיסיות האחרות יהיה נשמר בחלון מסנן, אבל לא תחול על שאילתת החיפוש.</li>
		<li>&#34; מסנן &#34; לחצן שומר רק את סוגי שירים הנוכחי שנבחר בחלון מסנן שאילתה ומסירה את כל הסוגים האחרים של מסלולים. הוא משמש שער לוגי &#34; AND &#34;. בעיקרו של דבר, &#34; מסנן &#34; מאפשר הבחירה של האינטראקציה בין שתי קטגוריות של מסלולים (למשל, רקמות מסוימות עם מעבדות מסוימים). שים לב &#34; מסנן &#34; לא להוסיף את סוגי שירים שנבחרו לשאילתה אם הם לא כבר בשאילתה.</li>
		<li>&#34; אל תכלול &#34; כפתור מסיר כל סוגי שירים שנבחרו בחלון מסנן מהשאילתה. הוא משמש שער לוגי &#34; לא &#34;, באופוזיציה &#34; מסנן &#34; פונקציה. שוב, &#34; לא לכלול &#34; אינה מוסיפה רצועות כרגע לא נבחרה בחלון מסנן לשאילתה.</li>
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56136/56136fig3.jpg" /> איור 3 : כשחלון המסנן . זה מובא על-ידי לחיצה &#34; מסנן &#34; לחצן על חלון בחירת המסלול. כאן, המשתמשים יכולים לבחור מסלולים רבים בו זמנית, עם הקלות היחסית. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56136/56136fig3large.jpg" target="_blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
 <img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56136/56136fig4.jpg" /> איור 4 : כיצד להשתמש בפונקציה מסנן. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56136/56136fig4large.jpg" target="_blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<ol start="2"> <li>לאחר הוספת הרצועות הרצוי בשאילתה, לחץ &#34; עדכון &#34; כפתור על הימנית התחתונה. זה דרוש על מנת להכיל שתי דרכים לבחירת נתונים: בחירת נתונים נפרדים רצועות או סינון/לא כולל. &#34; לאפס את התצוגה &#34; לחצן איפוס השאילתה המסילה ברירת מחדל הקשורים הכונה ביטוי של תאי גזע עובריים האדם/עכבר. 
	הערה: בחירת מסלולים בהן ייתבצע נגד דרך &#34; בחירת הנתונים &#34; הוא אופציונלי אך מומלץ להיותכי ברירת המחדל חיפוש שירים הם ככל הנראה לא מתאים למשתמש &#39; לצרכי.</li>
</ol> 4. חיפוש ותוצאות <ol><li>לחץ &#34; חיפוש &#34; כפתור לאחר בחירת הנתונים. החיפוש יכול לקחת קצת זמן.</li>
	<li>לאחר השלמת החיפוש, המשתמשים יראו תיבות שונות בעמוד התוצאות. כל תיבת מייצג מקטע בגנום שבו משתמש &#39; קובץ הנתונים s יש תבנית מתאימים בשיתוף פעולה הדוק עם אחד או יותר של המסילה המשתמש יש עליו שאילתה.
	<ol><li>אם אין לנסות גלוי, של תיבות חיפוש סוגים נוספים של שירים או עושה את טווח החיפוש יותר גדול עם אותו קובץ הקלט. דרך קלה לעשות את זה בלי משפצת את הכל הוא לחיצה &#34; &#9776; &#34; שליד הלוגו. פעולה זו תפתח את תיבה צידית המאפשרת למשתמש לשנות את החיפוש.</li>
		<li>התוצאות ייתכן ייצוא כקובץ למיטה על ידי לחיצה על &#34; הורדת קובץ מיטה &#34; כפתור בתחתית עמוד התוצאות.</li>
	</ol></li> <li>לחץ על לחצן Visualize בחלק העליון הימני של כל תיבת לדמיין את התוצאות.
	<ol><li>, ויזואליזציה פאנל על הכפולה נכון, הדברים מוצגים לרבות המידע, אשר משלבת את קובץ קלט משתמש, קובץ התצוגה אם אחד היה הכנסת, התאמת רצועות, ועוקבת כמה ברירת המחדל. את התוצאות, המשתמש עשוי להשוות datasets קדד ידוע נגד ערכת הנתונים שסופקו לחקירה נוספת. המשתמש עשוי להתייחס גם גנים UCSC לראות את ההקשר של תוצאות השאילתה. אם רצועות שורות/רקמות מרובות תאים נבחרים, המשתמש עשוי להשתמש תוצאות כאלה כדי לקבל תובנות על יחודיות רקמות של הדמיון בין הנתונים (dataset) נתון קידוד נתונים (datasets).</li>
		<li>, על תוצאות עמוד המשתמש יכול לגרור על עקבות לנוע במעלה או במורד הזרם של הגנום; כאשר סמן העכבר על נקודות הציון, המשתמש יכול להשתמש גלגל העכבר ו/או זום פנימה והחוצה.</li>
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56136/56136fig5.jpg" /> איור 5 : עמוד התוצאות. חיפוש מסוים זה חזר 363 אזורים תואמות. מציג את האזור תואמות הראשון יכול להיעשות על-ידי לחיצה &#34; הצג &#34; הלחצן בפינה השמאלית התחתונה של כל תיבת אזור וכתוצאה מכך. על החלק השמאלי של חלון התצוגה ניתן לראות כי קבצי הנתונים שני (מסלול קלט ונבחרת) דומים אות כוח דפוס. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56136/56136fig5large.jpg" target="_blank"> אנא לחצו כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

<ol>
	<li>The ENCODE Project Consortium. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+integrated+encyclopedia+of+DNA+elements+in+the+human+genome.">An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome.</a> Nature. 489, 57-74 (2012).</li><li>Barski, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Resolution+Profiling+of+Histone+Methylations+in+the+Human+Genome.">High-Resolution Profiling of Histone Methylations in the Human Genome.</a> Cell. 129 (4), 823-837 (2007).</li><li>Meaney, M. J., Ferguson-Smith, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenetic+regulation+of+the+neural+transcriptome:+the+meaning+of+the+marks.">Epigenetic regulation of the neural transcriptome: the meaning of the marks.</a> Nature Neuroscience. 13, 1313-1318 (2010).</li><li>Roh, T. -. Y., Cuddapah, S., Cui, K., Zhao, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genomic+landscape+of+histone+modifications+in+human+T+cells.">The genomic landscape of histone modifications in human T cells.</a> PNAS. 103 (43), 15782-15787 (2006).</li><li>Zhang, Y., Cao, X., Zhong, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GeNemo:+a+search+engine+for+web-based+functional+genomic+data.">GeNemo: a search engine for web-based functional genomic data.</a> Nucleic Acids Res. 44, W122-W127 (2016).</li><li>Fujita, P. A., Rhead, B., Zweig, A. S., Hinrichs, A. S., Karolchik, D., Cline, M. S., Goldman, M., Barber, G. P., Clawson, H., Coelho, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+UCSC+Genome+Browser+database:+update+2011.">The UCSC Genome Browser database: update 2011.</a> Nucleic Acids Res. 39, 876-882 (2011).</li><li>Neph, S., Vierstra, J., Stergachis, A. B., Reynolds, A. P., Haugen, E., Vernot, B., Thurman, R. E., John, S., Sandstrom, R., Johnson, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+expansive+human+regulatory+lexicon+encoded+in+transcription+factor+footprints.">An expansive human regulatory lexicon encoded in transcription factor footprints.</a> Nature. 489, 83-90 (2012).</li><li>Sarda, S., Hannenhalli, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Next-generation+sequencing+and+epigenomics+research:+a+hammer+in+search+of+nails.">Next-generation sequencing and epigenomics research: a hammer in search of nails.</a> Genomics Inform. 12 (1), 2-11 (2014).</li><li>Storre, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silencing+of+the+Meiotic+Genes+SMC1&#946;+and+STAG3+in+Somatic+Cells+by+E2F6.">Silencing of the Meiotic Genes SMC1&#946; and STAG3 in Somatic Cells by E2F6.</a> J Biol Chem. 280, 41380-41386 (2005).</li><li>Liu, B., Shats, I., Angus, S. P., Gatza, M. L., Nevins, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+E2F7+Transcription+Factor+with+E2F1+and+C-terminal-binding+Protein+(CtBP)+Provides+a+Mechanism+for+E2F7-dependent+Transcription+Repression.">Interaction of E2F7 Transcription Factor with E2F1 and C-terminal-binding Protein (CtBP) Provides a Mechanism for E2F7-dependent Transcription Repression.</a> J Biol Chem. 288, 24581-24589 (2013).</li></ol>

המחברים יש אינטרסים כלכליים מתחרים לא לחשוף.

הבנה מעמיקה epigenome נדרש כדי להשיג את מלוא הפוטנציאל של רצף הגנום האנושי במתן תובנות ביולוגי חדש8. כיום ישנם רק דרכי החיפוש באינטרנט epigenomic datasets באמצעות תיאור הנתונים שלהם כותרת (קרי, מטה-נתונים)1. זה קשות מגביל את סוגי חיפוש אחד יכול לעשות עם הנתונים epigenomic. כלי חיפוש מבוסס תבנית עבור epigenomic נתונים חיוניים עבור חקר את הקשר בין סימוני epigenomic שונים, דבר שעלול להוביל תובנות חדשות ביולוגיות. GeNemo, אשר החיפושים לפי התוכן של נתונים, לא מטא-נתונים, הוא השירות הראשון מסוגו כדי להשוות בין דפוסים epigenomic נתונים שפורסמו depositories כגון קידוד מסד הנתונים עם הנוצרים על-ידי המשתמש או הורדת הנתונים (dataset)5. זה מסמן את תחילת הזמינות של כלי חיפוש epigenomic שנגיש נרחב חוקרים ברחבי העולם בדיוק כמו כלי חיפוש מבוססי טקסט רצף הפך לנפוץ בשנות ה-90. כיום, ישנם אין חלופות עבור כלי מבוסס תבנית חיפוש מקוון עבור epigenomic נתונים שאינם GeNemo.
דוגמה אחת פוטנציאליים של שימוש GeNemo היא לחפש את השינויים היסטון הופעה משותפת וסימוני epigenetic נוספים עם הגורם תעתיק E2F6 תאי גזע עובריים (קובץ אות איגוד דוגמה E2F6 זמין על קידוד הנתונים בפורטל או https://sysbio.ucsd.edu/public/xcao3/ENCODESample/ENCFF001UBC.bed). באמצעות קובץ זה כמו שאילתת חיפוש נגד כל datasets קידוד ב- H1-hESC, GeNemo יראה כי האות איגוד E2F6 בכבדות מועשר H3K4me1, H3K4me2, H3K4me3 ו H3K27me3, אשר מסכים עם קיימים מחקרים המראים כי E2F6 מסדיר כמה גנים דרך מתילציה של H3K279. מצד שני, נראה שיש colocalization של אתרי קישור E2F6 ו CtBP2, אשר ידוע לקיים אינטראקציה עם גורם באותו המשפחה, E2F710. אלה תוצאות הגנום כולו כנגד מספר רב של סימני epigenetic, גנים ברמת השעתוק גורם מחייב אותות אותות אחרים הכלולים קדד ניתן להשיג די בקלות עם GeNemo, אשר יכול לספק כל מטרות פוטנציאליות לצורך ניתוח נוסף.
מאז הראשון פרסום5 של GeNemo ככלי חיפוש נתונים מבוססי-אינטרנט epigenomic, המקטע תוצאות של GeNemo עודכן כדי לקבל מראה תואם עם עמוד השער של GeNemo. החלק הישן של תוצאות באופן הדוק שיקוף המקטע תוצאות UCSC דפדפן הגנום, היה תלויה בעיקר השרת המרוחק UCSC לתצוגה. עם הממשק החדש, GeNemo הוא ידידותי יותר, כבר לא תלוי בשרת הגנום UCSC (למרות הנתונים עדיין הובאו מרחוק). פעולה זו הופכת GeNemo יותר חזקים ופחות פגיעים לבעיות עקב שינויים בקוד בשרת UCSC. יתר על כן, ממשק חדש, מהיר פולימר של GeNemo נותן למשתמש יותר כלים כדי להמחיש ולנתח דפוסים בנתונים.
שלבים קריטיים כוללים מתן קובץ הקלט המתאים, בחירת מסלולים הנתונים לחיפוש נגד. מומלץ להתנסות שונים משתמשים במסלול פונקציות בחירה כדי להכיר תהליך הבחירה והפקודות כמה שונה יכול להיות משולב על מנת להשיג את התוצאה המיועד. בפרט, שימו לב כי הפונקציה 'הוסף' דרוש כדי להוסיף רצועות הרצוי נבחר לשאילתה, בעוד "לסנן" או "אל תכלול" יכול לשמש ההיגיון שער פקודות "AND" ו "או", בהתאמה. הפונקציה "עדכון" נדרשת כדי להשפיע על כל הבחירות לפני ביצוע החיפוש. כאשר לא מוחזרות תוצאות, משתמש עשוי לבדוק את קובץ נתוני הקלט, חפש מסלולים נוספים או להגדיל את טווח החיפוש. בכל פעם שיש שגיאה, יהיה חלון צצים מגדיר מהו בדיוק השגיאה. יש כמה טעויות רב-משמעי, למרות זאת. לדוגמה, כאשר החלון אומר כי 'אין קובץ הועלה', או אין קובץ הועלה, או הקובץ שהועלה לא היה של תבנית מקובלת, כתוצאה מכך, התוכנית לא היתה אפשרות לקרוא את זה בצורה נכונה. תבניות קובץ מקובל עבור העלאת קובץ כוללים מיטה ושל פסגות קובץ תבנית עבור שיטות להעלות הן אישיות חשובה להעלאה קישור מקוון בלבד. גרסאות מכווצות תבניות קבצים אלה מקובלים גם.
מגבלות הנוכחי של גישה זו כוללים את האלגוריתמים עדיין ללהיות-אופטימיזציה פונקציות המועסקים ב- GeNemo. GeNemo עדיין אינו יכול לספק כל הנחיות על הפירוש. של כל datasets חזר. משימה זו הוא המשתמשים, מה שדורש ידע משמעותי ומומחיות בביולוגיה של הגנום של epigenome. בנוסף, עוד מגבלה הנוכחי הוא למשתמשים אפשרות לשנות את רגישות ורמת הרעש של החיפושים. אנו מצפים להמשיך לשפר ולהרחיב את GeNemo על דפוס שלו חיפוש יכולות ואיסוף נתונים (dataset) בעתיד.

ההתקדמות הטכנולוגית האחרונות איפשרו עבור ההתרחבות המהירה של epigenomic או depositories נתונים גנומית פונקציונלי, אשר יש outpaced הפיתוח של כלים אנליטיים הרלוונטיים כדי לחלץ תובנות ביולוגי. דרך חשובה אחת כדי לנתח נתונים epigenomic היא חיפוש נתונים שנוצרו על-ידי המשתמש נגד נתונים depositories, במיוחד אלה של הפרויקטים1 האנציקלופדיה של ה-DNA אלמנטים (קידוד) עבור התאמת דפוסי שיכול להוביל לידע חדש. למשל, זיהוי דמיון בתבניות של שני סימני epigenomic שונים-לוקוסים מוגדר ברחבי הגנום עשוי להצביע על פעולה מתואמת על ידי שחקנים שונים מולקולרית כרומטין קונפורמציה, תעתיק בתקנה2 ,3,4.
מנועי חיפוש מבוססי טקסט רגיל אינם יעילים בהקשר זה כי, בניגוד רצף ה-DNA, epigenomic נתונים בעיקר קיים בתבנית של עוצמות או אזורים גנומית פונקציונלי. GeNemo, עומד כבר נמו ג'ין (כמו מוצאים את נמו), פותחה כדי לטפל זה צורך באמצעות חיפושים דפוס מבוססי5. אלגוריתם שלה מנצל תהליך למיקסום מרקוב מונטה קרלו שרשרת5. משתמשים את הנתונים שברשותם או dataset שהורדו מ- depositories וחיפוש מערך נתוני epigenomic מקוון כדי לזהות קווי דמיון בין דפוסים.
הגירסה הנוכחית של GeNemo של התצוגה מעודכן, ממשקים יותר robustly עם אוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז (UCSC) הגנום דפדפן6, ונמצא פחות רגישים בעיות שנגרמות על ידי שינויים בחודש האחרון. בפרט, בעוד דף תוצאות של GeNemo להשתמש כדי להתבסס על ממשק הדפדפן UCSC הגנום, הגירסה הנוכחית של GeNemo תומכת משלו עמוד התוצאות, כתוצאה מכך הוא כבר לא מושפעת משערי שינויים מבניים לדפדפן הגנום UCSC. GeNemo ניתן להשתמש כל אות גנומית, כולל מחייב חלבון, שינוי היסטון, נגישות כרומטין, תחומים טופולוגי, וכן הלאה, כשאילתה למצוא קטעים colocalized/דומה בין ערכות נתונים ידועים קונסורציומים גדולים. לכן, זה כלי חשוב ללמוד את הקשר בין נתונים שונים epigenomic עניין נתונים ידועים שנוצר פרויקטים בקנה מידה גדול גנומית.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="border-collapse:
 collapse;width:515pt" width="687">
	<tbody>
		<tr height="21" style="height:15.75pt">
			<td class="xl66" height="21" style="height:15.75pt;width:162pt" width="216">GENEMO</td>
			<td class="xl67" style="width:139pt" width="185">https://www.genemo.org</td>
			<td class="xl66" style="width:89pt" width="119"></td>
			<td class="xl65" style="width:125pt" width="167">Comparative Epigenome Browser</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pattern-based search of epigenomic data using genemo

לעומת כלי החיפוש מבוססי טקסט חזקים עבור גנומית או RNA רצף נתונים, מתודולוגיות הנוכחי לחיפושים המבוססת על תבניות של epigenomic ונתונים גנומית פונקציונליים אחרים מוגבלים מאוד. GeNemo הוא כלי חיפוש מקוון הראשון המבצעת את המטרה הזו. משתמשים קלט הנתונים גנומית הפונקציונלית שלהם הדפדפן להרחבה נתונים (מיטה), פסגות ותבניות אישיות חשובה, אולי לחפש נתונים בכל אחת מהתבניות. משתמשים עשוי לציין אילו סוגי נתונים (datasets) כדי לחפש נגד, בחירה מתוך מגוון רחב של datasets באינטרנט, עם האנציקלופדיה של ה-DNA אלמנטים (קידוד) המייצג סימני epigenomic שונים, גנים ברמת השעתוק גורם מחייב אתרי כרומטין hypersensitivities או accessibilities סוגי תאים ספציפיים, ו בשלבים התפתחותיים או מינים (עכבר או האדם). GeNemo מחזירה רשימה של אזורים גנומית עם התאמת דפוסי נתוני הקלט, אשר עשוי להיות המוצגת בדפדפן כמו גם הורדת בתבנית הקובץ של המיטה. GeNemo משודרג השתפרה תצוגה גרפית, יש ממשק עמידים יותר, הוא כבר לא מועדת לשגיאות עקב שינויים ב אוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז (UCSC) הגנום דפדפן. שלבים לפתרון בעיות עבור בעיות נפוצות נידונות. ככל שכמות הנתונים גנומית פונקציונלי מרחיבה באופן אקספוננציאלי, יש צורך קריטי ושתומכות bioinformatic כלים חדשים כגון GeNemo נתונים ניתוח ופרשנות.

למוצג באיור 5 הוא חיפוש מדומה. המין האנושי נבחר, בקובץ הדוגמה המתאימה שימש את קובץ נתוני הקלט. בנוסף, פסי ברירת המחדל, כפי שניתן לראות באיור 3, נבחרו. היו בסך הכל 363 התאמת אזורי, האזור הראשון מוצג בדף התצוגה. ניתן לראות כי התבנית בעוצמה של בסיס 17036000 כדי 17038000 על כרומוזום 1 עבור קובץ הקלט, אחד של המסילה שנבחר דומה מאוד.

Watch this Scientific Journal Video about Pattern-based Search of Epigenomic Data Using GeNemo at JoVE.com

Pattern-based Search of Epigenomic Data Using GeNemo

בניגוד DNA רצף נתונים, נתונים epigenomic לא ברצון נתון את החיפושים מבוססי טקסט. להלן מוצגות ההליכים להשתמש גרסה משודרגת של GeNemo, כלי מבוסס-אינטרנט ביואינפורמטיקה, לערוך חיפושים המבוססת על תבניות עבור קווי דמיון בין נתונים epigenomic השוואת זמין למאגרי מידע מקוונים כולל האנציקלופדיה של ה-DNA אלמנטים עם הנתונים של המשתמש.

חיפוש מבוססי תבנית של נתונים Epigenomic באמצעות GeNemo

Compared with the robust text-based search tools for genomic or RNA sequencing data, current methodologies for pattern-based searches of epigenomic and ...

pattern-based-search-of-epigenomic-data-using-genemo

Microsoft Bing

Research

JoVE Journal

Bioengineering

5.0K Views.  University of California San Diego. בניגוד DNA רצף נתונים, נתונים epigenomic לא ברצון נתון את החיפושים מבוססי טקסט. להלן מוצגות ההליכים להשתמש גרסה משודרגת של GeNemo, כלי מבוסס-אינטרנט ביואינפורמטיקה, לערוך חיפושים המבוססת על תבניות עבור קווי דמיון בין נתונים epigenomic השוואת זמין למאגרי מידע מקוונים כולל האנ?...

Video: Pattern-based Search of Epigenomic Data Using GeNemo

Fabrication of Micro-tissues using Modules of Collagen Gel Containing Cells

This protocol describes the fabrication of a type of micro-tissues called modules.  The module approach generates uniform, scalable and vascularized tissues.  The modules can be made of collagen as well as other gelable or crosslinkable materials.  They are approximately 2 mm in length and 0.7 mm in diameter upon fabrication but shrink in size with embedded cells or when the modules are coated with endothelial cells.  The modules individually are small enough that the embedded cells are within the diffusion limit of oxygen and other nutrients but modules can be packed together to form larger tissues that are perfusable.  These tissues are modular in construction because different cell types can be embedded in or coated on the modules before they are packed together to form complex tissues.  There are three main steps to making the modules: (1) neutralizing the collagen and embedding cells in it, (2) gelling the collagen in the tube and cutting the modules and (3) coating the modules with endothelial cells.

Creation of micro-tissues using cylindrical collagen gels, called modules, that contain embedded cells and which surface is coated with endothelial cells.

ייצור של מיקרו-רקמות באמצעות מודולים של קולגן ג&#39;ל התאים המכילים

This protocol describes the fabrication of a type of micro-tissues called modules.  The module approach generates uniform, scalable and vascularized ...

Induction of Adhesion-dependent Signals Using Low-intensity Ultrasound

In multicellular organisms, cell behavior is dictated by interactions with the extracellular matrix. Consequences of matrix-engagement range from regulation of cell migration and proliferation, to secretion and even differentiation. The signals underlying each of these complex processes arise from the molecular interactions of extracellular matrix receptors on the surface of the cell. Integrins are the prototypic receptors and provide a mechanical link between extracellular matrix and the cytoskeleton, as well as initiating some of the adhesion-dependent signaling cascades. However, it is becoming increasingly apparent that additional transmembrane receptors function alongside the integrins to regulate both the integrin itself and signals downstream. The most elegant of these examples is the transmembrane proteoglycan, syndecan-4, which cooperates with &alpha;5&beta;1-integrin during adhesion to fibronectin. In vivo models demonstrate the importance of syndecan-4 signaling, as syndecan-4-knockout mice exhibit healing retardation due to inefficient fibroblast migration1,2. In wild-type animals, migration of fibroblasts toward a wound is triggered by the appearance of fibronectin that leaks from damaged capillaries and is deposited by macrophages in injured tissue. Therefore there is great interest in discovering strategies that enhance fibronectin-dependent signaling and could accelerate repair processes.
The integrin-mediated and syndecan-4-mediated components of fibronectin-dependent signaling can be separated by stimulating cells with recombinant fibronectin fragments. Although integrin engagement is essential for cell adhesion, certain fibronectin-dependent signals are regulated by syndecan-4. Syndecan-4 activates the Rac1 protrusive signal3, causes integrin redistribution1, triggers recruitment of cytoskeletal molecules, such as vinculin, to focal adhesions4, and thereby induces directional migration3. We have looked for alternative strategies for activating such signals and found that low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS) can mimic the effects of syndecan-4 engagement5. In this protocol we describe the method by which 30 mW/cm2, 1.5 MHz ultrasound, pulsed at 1 kHz (Fig. 1) can be applied to fibroblasts in culture (Fig. 2) to induce Rac1 activation and focal adhesion formation. Ultrasound stimulation is applied for a maximum of 20 minutes, as this combination of parameters has been found to be most efficacious for acceleration of clinical fracture repair6. The method uses recombinant fibronectin fragments to engage &alpha;5&beta;1-integrin, without engagement of syndecan-4, and requires inhibition of protein synthesis by cycloheximide to block deposition of additional matrix by the fibroblasts., The positive effect of ultrasound on repair mechanisms is well documented7,8, and by understanding the molecular effect of ultrasound in culture we should be able to refine the therapeutic technique to improve clinical outcomes.

This protocol describes the stimulation of cultured fibroblasts with low-intensity pulsed ultrasound, which drives focal adhesion formation and Rac1 activation by mimicking engagement of the transmembrane matrix receptor, syndecan-4. This approach allows investigation of a successful clinical technique at the cellular level, thereby providing opportunities for refinement of the therapy.

אינדוקציה של אותות הדבקה תלויי שימוש בעוצמה נמוכה אולטראסאונד

In multicellular organisms, cell behavior is dictated by interactions with the extracellular matrix. Consequences of matrix-engagement range from ...

Flexural Rigidity Measurements of Biopolymers Using Gliding Assays

Microtubules are cytoskeletal polymers which play a role in cell division, cell mechanics, and intracellular transport. Each of these functions requires microtubules that are stiff and straight enough to span a significant fraction of the cell diameter. As a result, the microtubule persistence length, a measure of stiffness, has been actively studied for the past two decades1. Nonetheless, open questions remain: short microtubules are 10-50 times less stiff than long microtubules2-4, and even long microtubules have measured persistence lengths which vary by an order of magnitude5-9.
	Here, we present a method to measure microtubule persistence length. The method is based on a kinesin-driven microtubule gliding assay10. By combining sparse fluorescent labeling of individual microtubules with single particle tracking of individual fluorophores attached to the microtubule, the gliding trajectories of single microtubules are tracked with nanometer-level precision. The persistence length of the trajectories is the same as the persistence length of the microtubule under the conditions used11. An automated tracking routine is used to create microtubule trajectories from fluorophores attached to individual microtubules, and the persistence length of this trajectory is calculated using routines written in IDL.
	This technique is rapidly implementable, and capable of measuring the persistence length of 100 microtubules in one day of experimentation. The method can be extended to measure persistence length under a variety of conditions, including persistence length as a function of length along microtubules. Moreover, the analysis routines used can be extended to myosin-based acting gliding assays, to measure the persistence length of actin filaments as well.

A method to measure the persistence length or flexural rigidity of biopolymers is described. The method uses a kinesin-driven microtubule gliding assay to experimentally determine the persistence length of individual microtubules and is adaptable to actin-based gliding assays.

מדידות קשיחות כפיפה של Biopolymers שימוש במבחני דאייה

Microtubules are cytoskeletal polymers which  play a role in cell division, cell mechanics, and intracellular transport. Each of these functions requires ...

Production of Large Numbers of Size-controlled Tumor Spheroids Using Microwell Plates

Tumor spheroids are increasingly recognized as an important in vitro model for the behavior of tumor cells in three dimensions. More physiologically relevant than conventional adherent-sheet cultures, they more accurately recapitulate the complexity and interactions present in real tumors. In order to harness this model to better assess tumor biology, or the efficacy of novel therapeutic agents, it is necessary to be able to generate spheroids reproducibly, in a controlled manner and in significant numbers.
The AggreWell system consists of a high-density array of pyramid-shaped microwells, into which a suspension of single cells is centrifuged. The numbers of cells clustering at the bottom of each microwell, and the number and ratio of distinct cell types involved depend only on the properties of the suspension introduced by the experimenter. Thus, we are able to generate tumor spheroids of arbitrary size and composition without needing to modify the underlying platform technology. The hundreds of microwells per square centimeter of culture surface area in turn ensure that extremely high production levels may be attained via a straightforward, nonlabor-intensive process. We therefore expect that this protocol will be broadly useful to researchers in the tumor spheroid field.

We introduce a protocol for the generation of large numbers (thousands to hundreds of thousands) of uniform size- and composition-controlled tumor spheroids, using commercially available microwell plates.

ייצור של מספר הגדול של spheroids גידול מבוקר גודל באמצעות צלחות microwell

Tumor spheroids are increasingly recognized as an important in vitro model for the behavior of tumor cells in three dimensions. More physiologically ...

From Voxels to Knowledge: A Practical Guide to the Segmentation of Complex Electron Microscopy 3D-Data

Modern 3D electron microscopy approaches have recently allowed unprecedented insight into the 3D ultrastructural organization of cells and tissues, enabling the visualization of large macromolecular machines, such as adhesion complexes, as well as higher-order structures, such as the cytoskeleton and cellular organelles in their respective cell and tissue context. Given the inherent complexity of cellular volumes, it is essential to first extract the features of interest in order to allow visualization, quantification, and therefore comprehension of their 3D organization. Each data set is defined by distinct characteristics, e.g., signal-to-noise ratio, crispness (sharpness) of the data, heterogeneity of its features, crowdedness of features, presence or absence of characteristic shapes that allow for easy identification, and the percentage of the entire volume that a specific region of interest occupies. All these characteristics need to be considered when deciding on which approach to take for segmentation.
The six different 3D ultrastructural data sets presented were obtained by three different imaging approaches: resin embedded stained electron tomography, focused ion beam- and serial block face- scanning electron microscopy (FIB-SEM, SBF-SEM) of mildly stained and heavily stained samples, respectively. For these data sets, four different segmentation approaches have been applied: (1) fully manual model building followed solely by visualization of the model, (2) manual tracing segmentation of the data followed by surface rendering, (3) semi-automated approaches followed by surface rendering, or (4) automated custom-designed segmentation algorithms followed by surface rendering and quantitative analysis. Depending on the combination of data set characteristics, it was found that typically one of these four categorical approaches outperforms the others, but depending on the exact sequence of criteria, more than one approach may be successful. Based on these data, we propose a triage scheme that categorizes both objective data set characteristics and subjective personal criteria for the analysis of the different data sets.

The bottleneck for cellular 3D electron microscopy is feature extraction (segmentation) in highly complex 3D density maps. We have developed a set of criteria, which provides guidance regarding which segmentation approach (manual, semi-automated, or automated) is best suited for different data types, thus providing a starting point for effective segmentation.

מvoxels לידע: מדריך מעשי לפילוח אלקטרונים מורכבים מיקרוסקופית 3D-Data

Modern 3D electron microscopy approaches have recently allowed unprecedented insight into the 3D ultrastructural organization of cells and tissues, ...

Scaled Anatomical Model Creation of Biomedical Tomographic Imaging Data and Associated Labels for Subsequent Sub-surface Laser Engraving (SSLE) of Glass Crystals

Biomedical imaging modalities like computed tomography (CT) and magnetic resonance (MR) provide excellent platforms for collecting three-dimensional data sets of patient or specimen anatomy in clinical or preclinical settings. However, the use of a virtual, on-screen display limits the ability of these tomographic images to fully convey the anatomical information embedded within. One solution is to interface a biomedical imaging data set with 3D printing technology to generate a physical replica. Here we detail a complementary method to visualize tomographic imaging data with a hand-held model: Sub Surface Laser Engraving (SSLE) of crystal glass. SSLE offers several unique benefits including: the facile ability to include anatomical labels, as well as a scale bar; streamlined multipart assembly of complex structures in one medium; high resolution in the X, Y, and Z planes; and semi-transparent shells for visualization of internal anatomical substructures. Here we demonstrate the process of SSLE with CT data sets derived from pre-clinical and clinical sources. This protocol will serve as a powerful and inexpensive new tool with which to visualize complex anatomical structures for scientists and students in a number of educational and research settings.

Scaled Anatomical Model Creation of Biomedical Tomographic Imaging Data and Associated Labels for Subsequent Sub-surface Laser Engraving SSLE of Glass Crystals

A methodology is described herein for representing anatomical imaging data within crystals. We create scaled three-dimensional models of biomedical imaging data for use in Sub-Surface Laser Engraving (SSLE) of crystal glass. This tool offers a useful complement to computational display or three-dimensionally printed models used within clinical or educational settings.

Scaled אנטומי דגם הבריאה של נתונים הדמיה טומוגרפית ביו Associated תוויות עבור תת-פני השטח לאחר חריטה בלייזר (SSLE) של קריסטלים זכוכית

Biomedical imaging modalities like computed tomography (CT) and magnetic resonance (MR) provide excellent platforms for collecting three-dimensional data ...

Fragility Assessment of Bovine Cortical Bone Using Scratch Tests

Bone is a complex hierarchical material with five distinct levels of organization. Factors like aging and diseases like osteoporosis increase the fragility of bone, making it fracture-prone. Owing to the large socio-economic impact of bone fracture in our society, there is a need for novel ways to assess the mechanical performance of each hierarchical level of bone. Although stiffness and strength can be probed at all scales &#8211; nano-, micro-, meso-, and macroscopic &#8211; fracture assessment has so far been confined to macroscopic testing. This limitation restricts our understanding of bone fracture and constrains the scope of laboratory and clinical studies. In this research, we investigate the fracture resistance of bone from the microscopic to the mesoscopic length scales using micro scratch tests combined with nonlinear fracture mechanics. The tests are performed in the short longitudinal orientation on bovine cortical bone specimens. A meticulous experimental protocol is developed and a large number (102) of tests are conducted to assess the fracture toughness of cortical bone specimens while accounting for the heterogeneity associated with bone microstructure.

This study assesses the fracture toughness of bovine cortical bone at the sub-meso levels using microscopic scratch tests. This is an original, objective, rigorous, and reproducible method proposed to probe fracture toughness below the macroscopic scale. Potential applications are studying changes in bone fragility due to diseases like osteoporosis.

הערכה השבריריות של שור קליפת העצם שקצרנו באמצעות בדיקות שריטה

Bone is a complex hierarchical material with five distinct levels of organization. Factors like aging and diseases like osteoporosis increase the ...

Databases to Efficiently Manage Medium Sized, Low Velocity, Multidimensional Data in Tissue Engineering

Science relies on increasingly complex data sets for progress, but common data management methods such as spreadsheet programs are inadequate for the growing scale and complexity of this information. While database management systems have the potential to rectify these issues, they are not commonly utilized outside of business and informatics fields. Yet, many research labs already generate "medium sized", low velocity, multi-dimensional data that could greatly benefit from implementing similar systems. In this article, we provide a conceptual overview explaining how databases function and the advantages they provide in tissue engineering applications. Structural fibroblast data from individuals with a lamin A/C mutation was used to illustrate examples within a specific experimental context. Examples include visualizing multidimensional data, linking tables in a relational database structure, mapping a semi-automated data pipeline to convert raw data into structured formats, and explaining the underlying syntax of a query. Outcomes from analyzing the data were used to create plots of various arrangements and significance was demonstrated in cell organization in aligned environments between the positive control of Hutchinson-Gilford progeria, a well-known laminopathy, and all other experimental groups. In comparison to spreadsheets, database methods were enormously time efficient, simple to use once set up, allowed for immediate access of original file locations, and increased data rigor. In response to the National Institutes of Health (NIH) emphasis on experimental rigor, it is likely that many scientific fields will eventually adopt databases as common practice due to their strong capability to effectively organize complex data.

Many researchers generate "medium-sized", low-velocity, and multi-dimensional data, which can be managed more efficiently with databases rather than spreadsheets. Here we provide a conceptual overview of databases including visualizing multi-dimensional data, linking tables in relational database structures, mapping semi-automated data pipelines, and using the database to elucidate data meaning.

מאגרי מידע לניהול יעיל בגודל בינוני, מהירות נמוכה, מידע רב מימדים בהנדסת רקמות

Science relies on increasingly complex data sets for progress, but common data management methods such as spreadsheet programs are inadequate for the ...

Simple, Affordable, and Modular Patterning of Cells using DNA

The relative positioning of cells is a key feature of the microenvironment that organizes cell-cell interactions. To study the interactions between cells of the same or different type, micropatterning techniques have proved useful. DNA Programmed Assembly of Cells (DPAC) is a micropatterning technique that targets the adhesion of cells to a substrate or other cells using DNA hybridization. The most basic operations in DPAC begin with decorating cell membranes with lipid-modified oligonucleotides, then flowing them over a substrate that has been patterned with complementary DNA sequences. Cells adhere selectively to the substrate only where they find a complementary DNA sequence. Non-adherent cells are washed away, revealing a pattern of adherent cells. Additional operations include further rounds of cell-substrate or cell-cell adhesion, as well as transferring the patterns formed by DPAC to an embedding hydrogel for long-term culture. Previously, methods for patterning oligonucleotides on surfaces and decorating cells with DNA sequences required specialized equipment and custom DNA synthesis, respectively. We report an updated version of the protocol, utilizing an inexpensive benchtop photolithography setup and commercially available cholesterol modified oligonucleotides (CMOs) deployed using a modular format. CMO-labeled cells adhere with high efficiency to DNA-patterned substrates. This approach can be used to pattern multiple cell types at once with high precision and to create arrays of microtissues embedded within an extracellular matrix. Advantages of this method include its high resolution, ability to embed cells into a three-dimensional microenvironment without disrupting the micropattern, and flexibility in patterning any cell type.

Here we present a protocol to micropattern cells at single-cell resolution using DNA-programmed adhesion. This protocol uses a benchtop photolithography platform to create patterns of DNA oligonucleotides on a glass slide and then labels cell membranes with commercially available complementary oligonucleotides. Hybridization of the oligos results in programmed cell adhesion.

דפוס פשוט, זול ומודולרי של תאים המשתמשים ב- DNA

The relative positioning of cells is a key feature of the microenvironment that organizes cell-cell interactions. To study the interactions between cells ...

Modulating Shape of Polyester Based Polymersomes using Osmotic Pressure

Polymersomes are membrane-bound, bilayer vesicles created from amphiphilic block copolymers that can encapsulate both hydrophobic and hydrophilic payloads for drug delivery applications. Despite their promise, polymersomes are limited in application due to their spherical shape, which is not readily taken up by cells, as demonstrated by solid nanoparticle scientists. This article describes a salt-based method for increasing the aspect ratios of spherical poly(ethylene glycol) (PEG)- based polymersomes. This method can elongate polymersomes and ultimately control their final shape by adding sodium chloride in post-formation dialysis. Salt concentration can be varied, as described in this method, based on the hydrophobicity of the block copolymer being used as the base for the polymersome and the target shape. Elongated nanoparticles have the potential to better target the endothelium in larger diameter blood vessels, like veins, where margination is observed. This protocol can expand therapeutic nanoparticle applications by utilizing elongation techniques in tandem with the dual-loading, long-circulating benefits of polymersomes.

Polymersomes are self-assembled polymeric vesicles that are formed in spherical shapes to minimize Gibb's Free Energy. In the case of drug delivery, more elongated structures are beneficial. This protocol establishes methods to create more rod-like polymersomes, with elongated aspect ratios, using salt to induce osmotic pressure and reduce internal vesicle volumes.

צורה מווסתת של פוליאסטר מבוסס פולימרומים באמצעות לחץ אוסמוטי

Polymersomes are membrane-bound, bilayer vesicles created from amphiphilic block copolymers that can encapsulate both hydrophobic and hydrophilic payloads ...