De novo זיהוי של מסגרות קריאה פתוחות בתרגום פעיל עם נתוני יצירת פרופילים של ריבוזום

Summary

תרגום ריבוזומים מפענח שלושה נוקלאוטידים לכל קודון לפפטידים. תנועתם לאורך mRNA, שנתפסה על ידי פרופיל ריבוזום, מייצרת את העקבות המציגות תקופת שלישייה אופיינית. פרוטוקול זה מתאר כיצד להשתמש RiboCode כדי לפענח תכונה בולטת זו מנתוני פרופיל ריבוזום כדי לזהות מסגרות קריאה פתוחות בתרגום פעיל ברמת התמלול המלא.

Abstract

זיהוי של מסגרות קריאה פתוחות (ORFs), במיוחד אלה קידוד פפטידים קטנים ותרגום פעיל תחת הקשרים פיזיולוגיים ספציפיים, הוא קריטי לביאורים מקיפים של תרגומים תלויי הקשר. פרופיל ריבוזום, טכניקה לזיהוי מיקומים וצפיפות מחייבים של תרגום ריבוזומים ב- RNA, מציע שדרה לגלות במהירות היכן מתרחש תרגום בקנה מידה רחב של הגנום. עם זאת, זה לא משימה טריוויאלית בביואינפורמטיקה לזהות ביעילות ובאופן מקיף את ORFs תרגום עבור פרופיל ריבוזום. מתואר כאן היא חבילה קלה לשימוש, בשם RiboCode, שנועדה לחפש תרגום פעיל ORFs בכל גודל מאותות מעוותים ודו-משמעיים בנתוני פרופיל ריבוזום. אם ניקח את ערכת הנתונים שפורסמה בעבר כדוגמה, מאמר זה מספק הוראות שלב אחר שלב עבור צינור RiboCode כולו, מעיבוד מראש של הנתונים הגולמיים ועד לפרשנות של קבצי תוצאות הפלט הסופיים. יתר על כן, להערכת שיעורי התרגום של ORFs המובאים, הליכים להדמיה וכימות של צפיפות ריבוזום על כל ORF מתוארים גם בפירוט. לסיכום, המאמר הנוכחי הוא הוראה שימושית ומתוזמנת לתחומי המחקר הקשורים לתרגום, ORFs קטנים ופפטידים.

Introduction

לאחרונה, גוף גדל והולך של מחקרים חשף ייצור נרחב של פפטידים שתורגמו מ ORFs של גנים קידוד ואת הגנים ביאורים בעבר כמו noncoding, כגון ארוך noncoding RNAs (lncRNAs)1,2,2,3,4,5,6,7,8. ORFs מתורגמים אלה מוסדרים או מושרים על ידי תאים כדי להגיב לשינויים סביבתיים, מתח, ובידול תאים1,8,9,10,11,12,13.

Protocol

1. הגדרת סביבה והתקנת RiboCode

1. פתח חלון מסוף לינוקס וצור סביבת קונדה:
   conda create -n RiboCode python=3.8
2. עבור לסביבה שנוצרה והתקן את RiboCode ואת יחסי התלות:
   קונדה להפעיל RiboCode
   conda install -c bioconda ribocode ribominer sra-tools fastx_toolkit cutadapt עניבת פרפר כוכב samtools

2. הכנת נתונים

1. קבל קבצי התייחסות לגנום.
   1. לקבלת רצף העיון, עבור אל אתר האינטרנט של אנסמבל https://www.ensembl.org/index.html, לחץ על התפריט העליון הורד והורדת FTP בתפריט הימני. בטבלה המוצגת, לחץ על

תוצאות

ערכות הנתונים לדוגמה של יצירת פרופיל ריבוזום הופקדו במסד הנתונים של GEO תחת מספר הגישה GSE131074. כל הקבצים והקודים המשמשים בפרוטוקול זה זמינים מקבצים משלימים 1-4. על ידי החלת RiboCode על קבוצה של ערכות נתונים פרופיל ריבוזום ^{שפורסם23}, זיהינו את הרומן ORFs בתרגום .......

Discussion

פרופיל ריבוזום מציע הזדמנות חסרת תקדים ללמוד את פעולת הריבוזומים בתאים בקנה מידה של גנום. פענוח מדויק של המידע הנישאים על ידי נתוני פרופיל הריבוזום יכול לספק תובנה אילו אזורים של גנים או תמלילים מתורגמים באופן פעיל. פרוטוקול שלב אחר שלב זה מספק הדרכה כיצד להשתמש ב- RiboCode כדי לנתח נתוני פרופ.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
A computer/server running Linux	Any	-	-
Anaconda or Miniconda	Anaconda	-	Anaconda: https://www.anaconda.com; Miniconda:https://docs.conda.io/en/latest/miniconda.html
R	R Foundation	-	https://www.r-project.org/
Rstudio	Rstudio	-	https://www.rstudio.com/