Name: a protocol for using gene set enrichment analysis to identify the appropriate animal model for translational research
Uploaded: 2017-08-16T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Protocol for Using Gene Set Enrichment Analysis to Identify the Appropriate Animal Model for Translational Research at JoVE.com

تم تمويل هذا العمل من المعهد الاتحادي الألماني "تقييم المخاطر" (BfR).

1-تحميل "البرنامج جسيا" و "قاعدة بيانات التواقيع الجزيئية" <ol><li>الذهاب إلى موقع معهد واسع جسيا الرسمية (http://software.broadinstitute.org/gsea/index.jsp) وقم بالتسجيل للحصول على حق الوصول إلى برنامج جسيا أداة و "قاعدة بيانات التواقيع الجزيئية" (مسيجدب)-</li>
	<li>تحميل تطبيقات سطح المكتب جافاجسيا أو خيار برامج بديلة ...

<ol>
	<li>Seok, 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=Genomic+responses+in+mouse+models+poorly+mimic+human+inflammatory+diseases.">Genomic responses in mouse models poorly mimic human inflammatory diseases.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (9), 3507-3512 (2013).</li><li>Takao, K., Miyakawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genomic+responses+in+mouse+models+greatly+mimic+human+inflammatory+diseases.">Genomic responses in mouse models greatly mimic human inflammatory diseases.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (4), 1167-1172 (2015).</li><li>Weidner, C., Steinfath, M., Opitz, E., Oelgeschl&#228;ger, M., Sch&#246;nfelder, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defining+the+optimal+animal+model+for+translational+research+using+gene+set+enrichment+analysis.">Defining the optimal animal model for translational research using gene set enrichment analysis.</a> EMBO Mol Med. 8 (8), 831-838 (2016).</li><li>Subramanian, 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=Gene+set+enrichment+analysis:+a+knowledge-based+approach+for+interpreting+genome-wide+expression+profiles.">Gene set enrichment analysis: a knowledge-based approach for interpreting genome-wide expression profiles.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (43), 15545-15550 (2005).</li><li>Kanehisa, M., Sato, Y., Kawashima, M., Furumichi, M., Tanabe, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=KEGG+as+a+reference+resource+for+gene+and+protein+annotation.">KEGG as a reference resource for gene and protein annotation.</a> Nucleic Acids Res. 44 (D1), D457-D462 (2016).</li><li>Kanehisa, M., Goto, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=KEGG:+kyoto+encyclopedia+of+genes+and+genomes.">KEGG: kyoto encyclopedia of genes and genomes.</a> Nucleic Acids Res. 28 (1), 27-30 (2000).</li><li>Fabregat, 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+Reactome+pathway+Knowledgebase.">The Reactome pathway Knowledgebase.</a> Nucleic Acids Res. 44 (D1), D481-D487 (2016).</li><li>Croft, D., 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+Reactome+pathway+knowledgebase.">The Reactome pathway knowledgebase.</a> Nucleic Acids Res. 42 (Database issue), D472-D477 (2014).</li><li>Nishimura, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BioCarta.">BioCarta.</a> Biotech Software &amp; Internet Report. 2 (3), 117-120 (2001).</li><li>Edgar, R., Domrachev, M., Lash, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+Expression+Omnibus:+NCBI+gene+expression+and+hybridization+array+data+repository.">Gene Expression Omnibus: NCBI gene expression and hybridization array data repository.</a> Nucleic Acids Res. 30 (1), 207-210 (2002).</li><li>Kolesnikov, N., 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=ArrayExpress+update--simplifying+data+submissions.">ArrayExpress update--simplifying data submissions.</a> Nucleic Acids Res. 43 (Database issue), D1113-D1116 (2015).</li><li>Cohen, 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=Sepsis:+a+roadmap+for+future+research.">Sepsis: a roadmap for future research.</a> Lancet Infect Dis. 15 (5), 581-614 (2015).</li><li>Spinelli, L., Carpentier, S., Montanana Sanchis, F., Dalod, M., Vu Manh, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BubbleGUM:+automatic+extraction+of+phenotype+molecular+signatures+and+comprehensive+visualization+of+multiple+Gene+Set+Enrichment+Analyses.">BubbleGUM: automatic extraction of phenotype molecular signatures and comprehensive visualization of multiple Gene Set Enrichment Analyses.</a> BMC Genomics. 16 (1), 814 (2015).</li></ol>

منذ فترة طويلة تم تطبيق نماذج حيوانية للتحقيق في آليات المرض وتطوير استراتيجيات علاجية جديدة. ومع ذلك، بدأت الشكوك بشأن بريديكتيفيتي نماذج حيوانية تنتشر في أعقاب الفشل في التجارب السريرية12. وعلاوة على ذلك، أثيرت مناقشات مثيرة للجدل حول الاستراتيجيات المناسبة لتحليل وتفسير ...

نماذج حيوانية تستخدم على نطاق واسع لدراسة الأمراض البشرية، بسبب ما تشابه المفترضة للبشر فيما يتعلق بعلم الوراثة، وعلم التشريح وعلم وظائف الأعضاء. وعلاوة على ذلك، نماذج حيوانية غالباً ما تعمل كحراس للعلاج السريري ويمكن أن يكون لها تأثير كبير على نجاح البحوث متعدية الجنسيات. الاختيار الدقيق للنموذج الحيواني الأمثل يمكن أن تقلل من العدد الدراسات الحيوانية مضللة. في الآونة الأخيرة، أهمية نماذج حيوانية للبحوث متعدية مثير للجدل نوقشت، خاصة وأن تحليل مجموعات البيانات نفسها التي تم الحصول عليها من أمراض التهابات البشرية ونماذج الماوس المتصلة بها أدت إلى نتائج متناقضة 1،2. وكشفت هذه المناقشة مشكلة أساسية أثناء تحليل البيانات اوميكس: هناك حاجة إلى اتباع نهج موحد لتحليل البيانات بصورة منتظمة بغية الحد من اختيار الجينات متحيزة وزيادة متانة المقارنات فيما بين 3.
تقليديا، تحليل البيانات ترانسكريبتوميكس (وغيرها من البيانات اوميكس) يتم على مستوى واحد--جين ويشمل خطوة أولية لتحديد الجينات على أساس معايير صارمة وقف إنتاج المواد الانشطارية (مثلاً، تغيير إضعاف &#62; قيمة p 2.0، &#60; 0.05). ومع ذلك، الإعداد معلمات الأولى وقف إنتاج المواد الانشطارية غالباً ذاتية والتعسفي وغير المبرر بيولوجيا، ويمكن أن يؤدي حتى إلى عكس النتائج1،2. وعلاوة على ذلك، اختيار الجينات الأولى عموما تقييد التحليل إلى عدد قليل جداً حتى-دوونريجولاتيد الجينات وهكذا ليست حساسة بما يكفي ليشمل غالبية الجينات التي تم الإعراب عنها متفاوتاً إلى حد أقل.
مع ظهور عصر الجينوم في وقت مبكر 2000s، والمعرفة المتزايدة للممرات البيولوجية والسياقات، وضعت النهج الإحصائية البديلة التي سمحت للتحايل على القيود المفروضة على تحليل مستوى واحد--جين. مجموعة الجينات إثراء التحليل (جسيا)4، واحد أساليب مقبولة على نطاق واسع لتحليل البيانات ترانسكريبتوميكس، يجعل استخدام بداهة تعريف مجموعات من الجينات (مثلاً، مما يشير إلى مسارات، موقع الدانية على كروموسوم إلخ.). أولاً خرائط جسيا جميع الجينات غير المصفى تم الكشف عنها إلى مجموعات المورثات المقصودة (مثلاً، مسارات)، بصرف النظر عن تغير الفردية في التعبير. ويشمل هذا النهج وبالتالي أيضا تنظيم معتدل الجينات التي لولا ذلك فقدت بتحليل مستوى واحد--جين. بعد ذلك يتم التغيير المضافة في التعبير داخل مجموعات الجينات استخدام إحصاءات مجموع قيد التشغيل.
وعلى الرغم من استخدامه على نطاق واسع في البحوث الطبية، جسيا والنهج المتصلة إثراء مجموعة لا طبيعة الحال تؤخذ في الاعتبار لتحليل البيانات المعقدة اوميكس. هنا، يمكننا وصف بروتوكول لمقارنة البيانات اوميكس من العينات البشرية مع تلك من نماذج الماوس لتحديد النموذج المثالي للدراسات متعدية الجنسيات. علينا أن نظهر مدى انطباق البروتوكول استناداً إلى مجموعة من نماذج الماوس التي يتم استخدامها لمحاكاة اضطرابات التحريضية البشرية. ومع ذلك، أنابيب تحليل هذا لا يقتصر على المقارنات بين الإنسان والفأر وأسئلة تنظيمي لمواصلة البحث.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="632">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td class="xl63" height="42" style="height:31.5pt;width:162pt" width="216">Excel</td>
			<td class="xl63" style="width:98pt" width="130">Microsoft Corporation</td>
			<td class="xl63" style="width:89pt" width="119"></td>
			<td class="xl64" style="width:125pt" width="167"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a protocol for using gene set enrichment analysis to identify the appropriate animal model for translational research

الدراسات التي أجريت مؤخرا أنه بالمقارنة مع مجموعات البيانات ترانسكريبتوميك من الأمراض التي تصيب الإنسان مع مجموعات البيانات من نماذج الماوس باستخدام التقنيات التقليدية الجينات بالجينات مقارنة أدت إلى استنتاجات متناقضة فيما يتعلق بالأهمية نماذج حيوانية متعدية البحث. سببا رئيسيا للتباين بين الجينات المختلفة تعبير تحاليل هو تصفية التعسفي الأثران عن الجينات. وعلاوة على ذلك، يقتصر مقارنة الجينات واحد بين الأنواع المختلفة ومنصات غالباً ما الفرق الفنية، مما يؤدي إلى سوء فهم يخدع/الخلافات بين البيانات من النماذج البشرية والحيوانية. وهكذا، يلزم اتباع نهج موحد لتحليل البيانات بصورة منتظمة. للتغلب على تصفية ذاتية الجينات ومقارنات الجينات بالجينات غير فعالة، أظهرنا مؤخرا أن تحليل إثراء مجموعة الجينات (جسيا) لديه القدرة على تجنب هذه المشاكل. ولذلك، قمنا بتطوير بروتوكول موحد لاستخدام جسيا للتمييز بين النماذج الحيوانية الملائمة وغير الملائمة للبحوث متعدية الجنسيات. هذا البروتوكول غير مناسب للتنبؤ بكيفية تصميم نظم جديدة لنموذج بداهة–، كما أنه يتطلب بيانات اوميكس التجريبية الحالية. ومع ذلك، يصف البروتوكول كيفية تفسير البيانات الموجودة بطريقة موحدة بغية تحديد أنسب نموذج الحيوان، وبالتالي تجنب التجارب على الحيوانات لا لزوم لها ومضللة الدراسات متعدية الجنسيات.

وأظهرت جسيا سير العمل ولقطات من البيانات النموذجية. ويبين الشكل 1 الجينات التعبير ملف البيانات الذي يحتوي على البيانات ترانسكريبتوميك من الفائدة. لكل دراسة ملف وصفي النمط الظاهري المطلوب الذي يظهر في الشكل 2. يتم تعريف مجموعات الجينات الم...

Watch this Scientific Journal Video about A Protocol for Using Gene Set Enrichment Analysis to Identify the Appropriate Animal Model for Translational Research at JoVE.com

A Protocol for Using Gene Set Enrichment Analysis to Identify the Appropriate Animal Model for Translational Research

نحن نقدم على بروتوكول موحد لاستخدام الجينات إثراء مجموعة تحليل البيانات ترانسكريبتوميك لتحديد طراز ماوس مثالية للبحوث متعدية الجنسيات. هذا البروتوكول يمكن استخدامها مع دنا وبيانات تسلسل الحمض النووي الريبي، ويمكن تمديد مرة أخرى للبيانات اوميكس الأخرى إذا كانت البيانات متوفرة.

تعيين بروتوكول لاستخدام الجينات إثراء التحليل لتحديد نموذج الحيوان المناسب للبحوث متعدية

Recent studies that compared transcriptomic datasets of human diseases with datasets from mouse models using traditional gene-to-gene comparison ...

Research

JoVE Journal

Biology

Testing Visual Sensitivity to the Speed and Direction of Motion in Lizards

اختبار الحساسية البصرية للسرعة واتجاه الحركة في السحالي

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of ...

Computer-Generated Animal Model Stimuli

الحاسوب خلق المحفزات الحيوان النموذجي

Communication between animals is diverse and complex. Animals may communicate using auditory, seismic, chemosensory, electrical, or visual signals. In ...

Using the Gene Pulser MXcell Electroporation System to Transfect Primary Cells with High Efficiency

باستخدام الجينات Electroporation MXcell بولسير النظام لTransfect الخلايا الأولية ذات الكفاءة العالية

It is becoming increasingly apparent that electroporation is the most effective way to introduce plasmid DNA or siRNA into primary cells. The Gene Pulser ...

Genome-wide Analysis using ChIP to Identify Isoform-specific Gene Targets

الجينوم على نطاق التحليل باستخدام رقاقة لتحديد أهداف محددة الجينات شكل الإسوي

Recruitment of transcriptional and epigenetic factors to their targets is a key step in their regulation. Prominently featured in recruitment are the ...

The Method of Rodent Whole Embryo Culture using the Rotator-type Bottle Culture System

الطريقة الثقافة القوارض باستخدام الأجنة الجامع للثقافة الدوار زجاجة من نوع النظام

Whole embryo culture (WEC) technique has been developed in 1950's by New and his colleagues, and applied for developmental biology 1. Although development ...

Isolation of Ribosome Bound Nascent Polypeptides in vitro to Identify Translational Pause Sites Along mRNA

Isolation of Ribosome Bound Nascent Polypeptides in vitro to Identify Translational Pause Sites Along mRNA

عزلة البروتينية ريبوسوم الوليدة منضم<em&gt; في المختبر</em&gt; لتحديد المواقع وقفة بالحركة على طول مرنا

The rate of translational elongation is non-uniform. mRNA secondary structure, codon usage and mRNA associated proteins may alter ribosome movement on the ...

Using SecM Arrest Sequence as a Tool to Isolate Ribosome Bound Polypeptides

باستخدام SecM تسلسل توقيف كأداة لعزل البروتينية منضم ريبوسوم

Extensive research has provided ample evidences suggesting that protein folding in the cell is a co-translational process1-5. However, the exact pathway ...

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the ...

Xenopus laevis as a Model to Identify Translation Impairment

Xenopus laevis as a Model to Identify Translation Impairment

القيطم المورق نموذجا لتحديد الترجمة انخفاض قيمة

Protein synthesis is a fundamental process to gene expression impacting diverse biological processes notably adaptation to environmental conditions. The ...

Complete Workflow for Analysis of Histone Post-translational Modifications Using Bottom-up Mass Spectrometry: From Histone Extraction to Data Analysis

سير العمل كاملا لتحليل هيستون التعديلات بعد متعدية عن طريق أسفل إلى أعلى الطيف الكتلي: من هيستون استخراج لتحليل البيانات

Nucleosomes are the smallest structural unit of chromatin, composed of 147 base pairs of DNA wrapped around an octamer of histone proteins. Histone ...