Name: informatic analysis of sequence data from batch yeast 2-hybrid screens
Uploaded: 2018-06-28T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Informatic Analysis of Sequence Data from Batch Yeast 2-Hybrid Screens at JoVE.com

Dit werk werd gesteund door de National Institutes of Health: NIH R21 EB021870-01A1 en door NSF onderzoek projectsubsidie: 1517110.

1. Fastq toewijzingsbestanden
Opmerking: DEEPN software, alsook vele bioinformatics-programma's gebruiken DNA-gegevens van de volgorde waarin elke sequentie lezen is toegewezen voor haar positie in verwijzing DNA. Een verscheidenheid van programma's de toewijzing kan worden gebruikt voor dit met inbegrip van de MAPster interface hier die gebruikmaakt van het HISTAT2-programma voor de productie van .sam bestanden die worden gebruikt in opeenvolgende stappen.
<ol><li>De reeks gegevens toewijze...

<ol>
	<li>Fields, S., Song, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+genetic+system+to+detect+protein-protein+interactions.">A novel genetic system to detect protein-protein interactions.</a> Nature. 340 (6230), 245-246 (1989).</li><li>Rajagopala, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+the+Protein-Protein+Interactome+Networks+Using+Yeast+Two-Hybrid+Screens.">Mapping the Protein-Protein Interactome Networks Using Yeast Two-Hybrid Screens.</a> Advances in Experimental Medicine and Biology. 883, 187-214 (2015).</li><li>Weimann, M., 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=A+Y2H-seq+approach+defines+the+human+protein+methyltransferase+interactome.">A Y2H-seq approach defines the human protein methyltransferase interactome.</a> Nature Methods. 10 (4), 339-342 (2013).</li><li>Yachie, 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=Pooled-matrix+protein+interaction+screens+using+Barcode+Fusion+Genetics.">Pooled-matrix protein interaction screens using Barcode Fusion Genetics.</a> Molecular Systems Biology. 12 (4), 863 (2016).</li><li>Trigg, S. 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=CrY2H-seq:+a+massively+multiplexed+assay+for+deep-coverage+interactome+mapping.">CrY2H-seq: a massively multiplexed assay for deep-coverage interactome mapping.</a> Nature Methods. , (2017).</li><li>Pashkova, 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=DEEPN+as+an+Approach+for+Batch+Processing+of+Yeast+2-Hybrid+Interactions.">DEEPN as an Approach for Batch Processing of Yeast 2-Hybrid Interactions.</a> Cell Reports. 17 (1), 303-315 (2016).</li><li>Kim, D., Langmead, B., Salzberg, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HISAT:+a+fast+spliced+aligner+with+low+memory+requirements.">HISAT: a fast spliced aligner with low memory requirements.</a> Nature Methods. 12 (4), 357-360 (2015).</li><li>Reinert, K., Langmead, B., Weese, D., Evers, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alignment+of+Next-Generation+Sequencing+Reads.">Alignment of Next-Generation Sequencing Reads.</a> Annual Review of Genomics and Human Genetics. 16, 133-151 (2015).</li><li>Pertea, M., Kim, D., Pertea, G. M., Leek, J. T., Salzberg, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcript-level+expression+analysis+of+RNA-seq+experiments+with+HISAT,+StringTie+and+Ballgown.">Transcript-level expression analysis of RNA-seq experiments with HISAT, StringTie and Ballgown.</a> Nature Protocols. 11 (9), 1650-1667 (2016).</li><li>Conesa, 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=A+survey+of+best+practices+for+RNA-seq+data+analysis.">A survey of best practices for RNA-seq data analysis.</a> Genome Biology. 17, 13 (2016).</li></ol>

De hier beschreven softwaresuite maakt het mogelijk om volledig verwerken en analyseren van hoge-doorvoer DNA sequencing gegevens uit een DEEPN experiment. Het eerste programma gebruikt is MAPster, die neemt de DNA volgorde leest in standaard fastq bestanden en kaarten van hun positie op een referentie DNA voor downstream processing door een hele reeks van informatica-programma's met inbegrip van de DEEPN software. Het nut van de MAPster-interface en haar vermogen om meerdere taken, combineren de input-bestanden van de C...

Een benadering te ontdekken eiwitinteractie is de gist 2-hybrid (Y2H) test, welke exploits ontworpen gistcellen die groeien alleen wanneer een proteïne van belang aan een fragment van een interactie partner1 bindt. Detectie van meerdere Y2H interacties kan nu worden gedaan met de hulp van massale parallelle high-throughput sequencing. Verschillende formaten zijn beschreven van2,3,4,5 waaronder een die we ontwikkeld waar populaties worden geteeld in batch onder voorwaarden die selecteert voor gist plasmiden die produceren met een positieve Y2H interactie6. De werkstroom we ontwikkeld, genoemd DEEPN (dynamische verrijking voor evaluatie van de netwerken van de proteïne), differentiële interactomes uit de dezelfde prooi bibliotheken te identificeren van de eiwitten die in combinatie met een eiwit (of domein) vsidentificeert. een ander eiwit of een conformationally onderscheiden mutant domein. Een van de belangrijke stappen in deze werkstroom is goede verwerking en analyse van de gegevens van DNA sequencing. Sommige informatie kan worden opgedaan door te gewoon tellen het aantal leest voor elk gen zowel vóór als na de selectie van Y2H interacties op een wijze analoog aan een RNA-seq-experiment. Echter kan veel meer gedetailleerde informatie worden geëxtraheerd uit deze datasets met inbegrip van informatie over het subdomein van een bepaald eiwit dat is geschikt voor het produceren van een Y2H-interactie. Voorts overwegende dat de aanpak van de DEEPN waardevol is, kunnen analyseren van vele monster wordt gerepliceerd omslachtige en dure. Dit probleem is verlicht met behulp van een statistisch model dat werd ontwikkeld speciaal voor DEEPN datasets waar het aantal replicatieonderzoeken is beperkt6. Om verwerking en analyse van DNA sequencing datasets betrouwbare, volledige, robuuste en toegankelijk voor onderzoekers zonder bioinformatics deskundigheid, ontwikkelden we een suite van software programma's die betrekking hebben op alle stappen van analyse.
Deze suite van stand-alone software programma's die worden uitgevoerd op desktop computers omvat MAPster, DEEPN en Stat_Maker. MAPster is een grafische gebruikersinterface waarmee dat elk fastq-bestand in de wachtrij voor toewijzing aan het genoom met behulp van de HISAT2 programma7, produceren een standaard .sam bestand voor gebruik in downstream toepassingen. DEEPN heeft verschillende modules. Het wordt toegewezen en telt leest overeenkomt met een bepaald gen vergelijkbaar met een RNA-seq type kwantificering met behulp van de module 'Gene Count'. Ook extracten van de reeksen overeenkomt met de kruising tussen de Gal4 transcriptionele domein en de volgorde van de prooi en gesorteerd van de positie van deze kruispunten toe hun inspectie door vergelijkende tabellen en grafieken (met behulp van de module 'Junction_Make') De module 'Blast_Query' laat gemakkelijk inspectie, kwantificatie en vergelijking van de kruising Gal4 junction sequenties. Stat_Maker evalueert de leest per gene verrijking gegevens statistisch gezien als een manier van het prioriteren van waarschijnlijk Y2H hits. Hier beschrijven we hoe deze software programma's te gebruiken en volledig analyseren de gegevens uit een DEEPN Y2H experimenteren opeenvolging van DNA. Versies van DEEPN worden uitgevoerd op PC, Mac en Linux systemen. Andere programma's, zoals het programma voor toewijzing MAPster en de DEEPN statistieken module Stat_Maker afhankelijk van subroutines die worden uitgevoerd onder Unix en zijn alleen beschikbaar op Mac en linux systemen.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Mapster</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>https://github.com/emptyewer/MAPster/releases</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DEEPN software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>https://github.com/emptyewer/DEEPN/releases</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Statmaker</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>https://github.com/emptyewer/DEEPN/releases</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Minimum computer system</td>
			<td>Apple</td>
			<td></td>
			<td>Mac Intel Core i5 or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>4 Gb RAM or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>500 Gb Disk spce or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>OS 10.10 or higher</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>Dell</td>
			<td></td>
			<td>Intel i5-7400 or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>4 Gb RAM or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>500 Gb Disk spce or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>Windows 7 or higher</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

informatic analysis of sequence data from batch yeast 2-hybrid screens

De gist 2-hybrid bepaling om tegelijkertijd tientallen voorbijgaande en statische eiwitinteractie binnen één scherm met behulp van hoge-doorvoer korte-Lees DNA rangschikkend bloot te leggen, hebben we aangepast. De resulterende reeks datasets kunt bijhouden welke genen in een populatie die tijdens de selectie voor positieve gist 2-hybrid interacties zijn verrijkt, maar ook geven gedetailleerde informatie over de relevante subdomeinen van eiwitten voldoende voor interactie. Hier beschrijven we een volledige suite van zelfstandige softwareprogramma's waarmee niet-deskundigen om alle de bioinformatica en statistische stappen om te verwerken en analyseren van bestanden met fastq van DNA reeksen van een batch gist 2-hybrid test uitvoeren. De stappen van de verwerking vallende van deze software omvatten: 1) mapping en tellen volgorde leest overeenkomt met elke kandidaat-proteïne gecodeerd binnen een gist 2-hybrid prooi bibliotheek; 2) een statistische analyseprogramma dat resulteert in de profielen van de verrijking; en 3) hulpmiddelen de translationeel frame en positie binnen de codering regio van elke verrijkt plasmide die de interacterende eiwitten van belang codeert te onderzoeken.

Fastq gegevens in kaart te brengen: de eerste stap In vrijwel alle NGS toepassingen met inbegrip van de eerste uitvoer is een bestand van korte opeenvolging luidt dat moet worden toegewezen door aanpassing aan de genomic DEEPN, verwijzing transcriptomic, of andere DNA8. Onlangs werd de HISAT2 aanpassing programma ontwikkeld dat maakt gebruik van state-of-the-art indexing algoritmen te drastisch verhogen de toewijzing snelheid7<...

Watch this Scientific Journal Video about Informatic Analysis of Sequence Data from Batch Yeast 2-Hybrid Screens at JoVE.com

Informatic Analysis of Sequence Data from Batch Yeast 2-Hybrid Screens

Diepe sequentiebepaling van gist bevolking geselecteerd voor positieve gist 2-hybrid interacties mogelijk levert een schat aan informatie over interacterende eiwitten van de partner. Hier beschrijven we de werking van specifieke bioinformatica tools en bijgewerkte software voor het analyseren van de reeks gegevens uit dergelijke schermen op maat.

Informatic analyse van sequencedata van Batch gist 2-Hybrid schermen

We have adapted the yeast 2-hybrid assay to simultaneously uncover dozens of transient and static protein interactions within a single screen utilizing ...

Research

JoVE Journal

Genetics

Conjugative Mating Assays for Sequence-specific Analysis of Transfer Proteins Involved in Bacterial Conjugation

Conjugative Mating Testen voor sequentie-specifieke analyse van Transfer eiwitten die betrokken zijn in bacterieconjugatie

The transfer of genetic material by bacterial conjugation is a process that takes place via complexes formed by specific transfer proteins. In Escherichia ...

Transcriptomic Analysis of C. elegans RNA Sequencing Data Through the Tuxedo Suite on the Galaxy Project

Transcriptomic Analysis of C. elegans RNA Sequencing Data Through the Tuxedo Suite on the Galaxy Project

Transcriptoom analyse<em&gt; C</em&gt;.<em&gt; elegans</em&gt; RNA Sequencing gegevens via de Tuxedo Suite op de Galaxy Project

Next generation sequencing (NGS) technologies have revolutionized the nature of biological investigation. Of these, RNA Sequencing (RNA-Seq) has emerged ...

Bidirectional Retroviral Integration Site PCR Methodology and Quantitative Data Analysis Workflow

Tweerichtings retrovirale integratie site PCR methodologie en kwantitatieve data analyse werkstroom

Integration Site (IS) assays are a critical component of the study of retroviral integration sites and their biological significance. In recent retroviral ...

Sample Preparation and Analysis of RNASeq-based Gene Expression Data from Zebrafish

Bereiding van de monsters en de analyse van de RNASeq gebaseerde gen expressie gegevens uit de zebravis

The analysis of global gene expression changes is a valuable tool for identifying novel pathways underlying observed phenotypes. The zebrafish is an ...

Single Molecule Fluorescence In Situ Hybridization (smFISH) Analysis in Budding Yeast Vegetative Growth and Meiosis

Single Molecule Fluorescence In Situ Hybridization smFISH Analysis in Budding Yeast Vegetative Growth and Meiosis

Één molecuul fluorescentie In Situ hybridisatie (smFISH) analyse in Budding vegetatieve groei van gist en meiose

Single molecule fluorescence in situ hybridization (smFISH) is a powerful technique to study gene expression in single cells due to its ability to detect ...

Mating-based Overexpression Library Screening in Yeast

Paring gebaseerde overexpressie bibliotheek Screening in het gist

Budding yeast has been widely used as a model in studying proteins associated with human diseases. Genome-wide genetic screening is a powerful tool ...

Novel Sequence Discovery by Subtractive Genomics

Nieuwe reeks ontdekking door subtractieve Genomics

Subtractive genomics can be used in any research where the goal is to identify the sequence of a gene, protein, or general region that is embedded in a ...

Enhanced Yeast One-hybrid Screens To Identify Transcription Factor Binding To Human DNA Sequences

Verbeterde gist One-hybride schermen te identificeren van de transcriptiefactor binden aan menselijke DNA-sequenties

Identifying the sets of transcription factors (TFs) that regulate each human gene is a daunting task that requires integrating numerous experimental and ...

Exploring Sequence Space to Identify Binding Sites for Regulatory RNA-Binding Proteins

Sequentie ruimte verkennen om bindende sites te identificeren voor regulatoire RNA-bindende eiwitten

Gene regulation plays an important role in all cells. Transcriptional, post-transcriptional (or RNA processing), translational, and post-translational ...

Pooled CRISPR-Based Genetic Screens in Mammalian Cells

Gepoolde CRISPR-gebaseerde genetische schermen in zoogdiercellen

Genome editing using the CRISPR-Cas system has vastly advanced the ability to precisely edit the genomes of various organisms. In the context of mammalian ...