Name: mirmachine: a one-stop shop for plant mirna annotation
Uploaded: 2021-05-01T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about mirMachine: A One-Stop Shop for Plant miRNA Annotation at JoVE.com

1. Softwareafhængigheder og installation
<ol><li>Installer softwareafhængigheder fra deres hjemmeside eller ved hjælp af conda.<ol><li>Download og installer Perl, hvis den ikke allerede er installeret, fra sit websted (https://www.perl.org/get.html). BEMÆRK: Repræsenterede resultater blev forudsagt ved hjælp af Perl v5.32.0.</li>
		<li>Download Blast+, et justeringsprogram, fra dets hjemmeside (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/) som en eksekverbar og som kildekode. BEMÆRK: Repræsenterede resul...

<ol>
	<li>Voinnet, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Origin,+biogenesis,+and+activity+of+plant+microRNAs.">Origin, biogenesis, and activity of plant microRNAs.</a> Cell. 136 (4), 669-687 (2009).</li><li>Budak, H., Akpinar, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+miRNAs:+biogenesis,+organization+and+origins.">Plant miRNAs: biogenesis, organization and origins.</a> Functional &amp; Integrative Genomics. 15 (5), 523-531 (2015).</li><li>Lee, R. C., Feinbaum, R. L., Ambros, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+C.+elegans+heterochronic+gene+lin-4+encodes+small+RNAs+with+antisense+complementarity+to+lin-14.">The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14.</a> Cell. 75 (5), 843-854 (1993).</li><li>Zhang, L., 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=Exogenous+plant+MIR168a+specifically+targets+mammalian+LDLRAP1:+evidence+of+cross-kingdom+regulation+by+microRNA.">Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA.</a> Cell Research. 22 (1), 107-126 (2012).</li><li>Pang, K. C., Frith, M. C., Mattick, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+evolution+of+noncoding+RNAs:+Lack+of+conservation+does+not+mean+lack+of+function.">Rapid evolution of noncoding RNAs: Lack of conservation does not mean lack of function.</a> Trends in Genetics. 22 (1), 1-5 (2006).</li><li>Guleria, P., Mahajan, M., Bhardwaj, J., Yadav, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+small+RNAs:+biogenesis,+mode+of+action+and+their+roles+in+abiotic+stresses.">Plant small RNAs: biogenesis, mode of action and their roles in abiotic stresses.</a> Genomics, Proteomics and Bioinformatics. 9 (6), 183-199 (2011).</li><li>Jones-Rhoades, M. W., Bartel, D. P., Bartel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNAs+and+their+regulatory+roles+in+plants.">MicroRNAs and their regulatory roles in plants.</a> Annual Review of Plant Biology. 57, 19-53 (2006).</li><li>Singh, 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=Plant+small+RNAs:+advancement+in+the+understanding+of+biogenesis+and+role+in+plant+development.">Plant small RNAs: advancement in the understanding of biogenesis and role in plant development.</a> Planta. 248 (3), 545-558 (2018).</li><li>Lucas, S. J., Budak, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sorting+the+wheat+from+the+chaff:+identifying+miRNAs+in+genomic+survey+sequences+of+Triticum+aestivum+chromosome+1AL.">Sorting the wheat from the chaff: identifying miRNAs in genomic survey sequences of Triticum aestivum chromosome 1AL.</a> PloS One. 7 (7), 40859 (2012).</li><li>Li, S., Castillo-Gonz&#225;lez, C., Yu, B., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+functions+of+plant+small+RNAs+in+development+and+in+stress+responses.">The functions of plant small RNAs in development and in stress responses.</a> Plant Journal. 90 (4), 654-670 (2017).</li><li>Lee, Y., Jeon, K., Lee, J. T., Kim, S., Kim, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNA+maturation:+Stepwise+processing+and+subcellular+localization.">MicroRNA maturation: Stepwise processing and subcellular localization.</a> EMBO Journal. 21 (17), 4663-4670 (2002).</li><li>Lee, Y., 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=MicroRNA+genes+are+transcribed+by+RNA+polymerase+II.">MicroRNA genes are transcribed by RNA polymerase II.</a> EMBO Journal. 23 (2), 4051-4060 (2004).</li><li>Bartel, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNAs:+Genomics,+biogenesis,+mechanism,+and+function.">MicroRNAs: Genomics, biogenesis, mechanism, and function.</a> Cell. 116 (2), 281-297 (2004).</li><li>Lee, Y., 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+nuclear+RNase+III+Drosha+initiates+microRNA+processing.">The nuclear RNase III Drosha initiates microRNA processing.</a> Nature. 425 (6956), 415-419 (2003).</li><li>Meyers, B. C., 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=Criteria+for+annotation+of+plant+microRNAs.">Criteria for annotation of plant microRNAs.</a> Plant Cell. 20 (12), 3186-3190 (2008).</li><li>Sanei, M., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+microRNA+turnover.">Mechanisms of microRNA turnover.</a> Current Opinion in Plant Biology. 27, 199-206 (2015).</li><li>Li, J., Yang, Z., Yu, B., Liu, J., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methylation+protects+miRNAs+and+siRNAs+from+a+3&#8242;-end+uridylation+activity+in+Arabidopsis.">Methylation protects miRNAs and siRNAs from a 3&#8242;-end uridylation activity in Arabidopsis.</a> Current Biology. 15 (16), 1501-1507 (2005).</li><li>Rogers, K., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biogenesis,+turnover,+and+mode+of+action+of+plant+microRNAs.">Biogenesis, turnover, and mode of action of plant microRNAs.</a> Plant Cell. 25 (7), 2383-2399 (2013).</li><li>Axtell, M. J., Meyers, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revisiting+criteria+for+plant+microRNA+annotation+in+the+Era+of+big+data.">Revisiting criteria for plant microRNA annotation in the Era of big data.</a> Plant Cell. 30 (2), 272-284 (2018).</li><li>Camacho, C., 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=BLAST+:+architecture+and+applications.">BLAST+: architecture and applications.</a> BMC Bioinformatics. 10 (1), 421 (2009).</li><li>Markham, N. R. N., Zuker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=UNAFold:+Software+for+nucleic+acid+folding+and+hybridization.">UNAFold: Software for nucleic acid folding and hybridization.</a> Methods in Molecular Biology. 453, 3-31 (2008).</li><li>Alptekin, B., Akpinar, B. A., Budak, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comprehensive+prescription+for+plant+miRNA+identification.">A comprehensive prescription for plant miRNA identification.</a> Frontiers in Plant Science. 7, 2058 (2017).</li><li>Zhang, B., Pan, X., Cannon, C. H., Cobb, G. P., Anderson, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conservation+and+divergence+of+plant+microRNA+genes.">Conservation and divergence of plant microRNA genes.</a> Plant Journal. 46 (2), 243-259 (2006).</li><li>Appels, R., 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=Shifting+the+limits+in+wheat+research+and+breeding+using+a+fully+annotated+reference+genome.">Shifting the limits in wheat research and breeding using a fully annotated reference genome.</a> Science. 361 (6403), 7191 (2018).</li><li>Wang, Y., Kuang, Z., Li, L., Yang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+bioinformatics+pipeline+to+accurately+and+efficiently+analyze+the+microRNA+transcriptomes+in+plants.">A bioinformatics pipeline to accurately and efficiently analyze the microRNA transcriptomes in plants.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (155), e59864 (2020).</li><li>Kozomara, A., Griffiths-Jones, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MiRBase:+Annotating+high+confidence+microRNAs+using+deep+sequencing+data.">MiRBase: Annotating high confidence microRNAs using deep sequencing data.</a> Nucleic Acids Research. 42, 68-73 (2014).</li><li>Lorenz, R., 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=ViennaRNA+Package+2.0.">ViennaRNA Package 2.0.</a> Algorithms for Molecular Biology. 6 (1), 26 (2011).</li><li>Wicker, T., 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=Impact+of+transposable+elements+on+genome+structure+and+evolution+in+bread+wheat.">Impact of transposable elements on genome structure and evolution in bread wheat.</a> Genome Biology. 19 (1), 103 (2018).</li><li>Flavell, R. B., Bennett, M. D., Smith, J. B., Smith, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+size+and+the+proportion+of+repeated+nucleotide+sequence+DNA+in+plants.">Genome size and the proportion of repeated nucleotide sequence DNA in plants.</a> Biochemical Genetics. 12 (4), 257-269 (1974).</li><li>Wicker, T., 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+repetitive+landscape+of+the+5100+Mbp+barley+genome.">The repetitive landscape of the 5100 Mbp barley genome.</a> Mobile DNA. 8, 22 (2017).</li><li>Yang, Q., Ye, Q. A., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+siRNA+production+from+repetitive+DNA.">Mechanism of siRNA production from repetitive DNA.</a> Genes and Development. 29 (5), 526-537 (2015).</li><li>Lam, J. K. W., Chow, M. Y. T., Zhang, Y., Leung, S. W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=siRNA+versus+miRNA+as+therapeutics+for+gene+silencing.">siRNA versus miRNA as therapeutics for gene silencing.</a> Molecular Therapy. Nucleic Acids. 4 (9), 252 (2015).</li><li>Bartel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNAs+directing+siRNA+biogenesis.">MicroRNAs directing siRNA biogenesis.</a> Nature Structural and Molecular Biology. 12 (7), 569-571 (2005).</li><li>Meng, Y., Shao, C., Wang, H., Chen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+all+the+miRBase-registered+microRNAs+true?+A+structure-+and+expression-based+re-examination+in+plants.">Are all the miRBase-registered microRNAs true? A structure- and expression-based re-examination in plants.</a> RNA Biology. 9 (3), 249-253 (2012).</li><li>Berezikov, E., 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=Evolutionary+flux+of+canonical+microRNAs+and+mirtrons+in+Drosophila.">Evolutionary flux of canonical microRNAs and mirtrons in Drosophila.</a> Nature Genetics. 42 (1), 6-9 (2010).</li></ol>

Vores miRNA-pipeline, SUmir, er blevet brugt til identifikation af mange plante-miRNA'er i det sidste årti. Her udviklede vi en ny, fuldautomatisk og frit tilgængelig miRNA-identifikations- og annotationspipeline, mirMachine. Desuden var en række miRNA-identifikationsrørledninger, herunder, men ikke begrænset til, den tidligere pipeline, afhængige af UNAfold-software21, som blev en kommerciel software over tid, selvom den engang var frit tilgængelig. Denne nye og fuldautomatiske mirMachine ...

Fremskridt inden for næste generations sekventeringsteknologier har udvidet forståelsen af RNA-strukturer og regulatoriske elementer og afsløret funktionelt vigtige ikke-kodende RNA'er (ncRNA'er). Blandt forskellige typer ncRNA'er udgør mikroRNA'er (miRNA'er) en grundlæggende regulatorisk klasse af små RNA'er med en længde mellem 19 og 24 nukleotider i planter 1,2. Siden opdagelsen af det første miRNA i nematoden Caenorhabditis elegans3 er tilstedeværelsen og funktionerne af miRNA'er blevet undersøgt grundigt i dyre- og plantegenomer samt 4,5,6. miRNA'er fungerer ved at målrette mRNA'er til spaltning eller translationel undertrykkelse7. Akkumulerende beviser har også vist, at miRNA'er er involveret i en lang række biologiske processer i planter, herunder vækst og udvikling8, selvbiogenese9 og flere biotiske og abiotiske stressresponser10.
I planter behandles miRNA'er oprindeligt fra lange primære transkripter kaldet pri-miRNA'er11. Disse pri-miRNA'er genereret af RNA-polymerase II inde i kernen er lange transkripter, der danner en ufuldkommen fold-back-struktur12. Pri-miRNA'erne gennemgår senere en spaltningsproces for at producere endogene enkeltstrengede (ss) hårnåleforstadier til miRNA'er kaldet pre-miRNA'er11. Pre-miRNA'et danner en hårnållignende struktur, hvor en enkelt streng foldes ind i en dobbeltstrenget struktur for at udskære en miRNA-duplex (miRNA / miRNA *)13. Dicer-lignende protein skærer begge tråde af miRNA / miRNA * duplex, hvilket efterlader 2-nukleotid 3'-overhæng14,15. MiRNA-duplexet methyleres inde i kernen, hvilket beskytter 3'-enden af miRNA'et mod nedbrydning og uridylationsaktivitet16,17. En helicase afvikler den methylerede miRNA-duplex efter eksport og udsætter det modne miRNA for det RNA-inducerede hæmningskompleks (RISC) i cytosolen18. Den ene streng af duplexet er modent miRNA inkorporeret i RISC , mens den anden streng, miRNA *, nedbrydes. MiRNA-RISC-komplekset binder til målsekvensen, hvilket fører til enten mRNA-nedbrydning i tilfælde af fuld komplementaritet eller translationel undertrykkelse i tilfælde af delvis komplementaritet13.
Baseret på ekspressions- og biogenesefunktionerne er retningslinjer for miRNA-annotation beskrevet15,19. Med de definerede retningslinjer udviklede Lucas og Budak SUmir-rørledningen til at udføre en homologibaseret in silico miRNA-identifikation i planter9. SUmir-pipelinen bestod af to scripts: SUmirFind og SUmirFold. SUmirFind udfører lighedssøgninger mod kendte miRNA-datasæt gennem National Center for Biotechnology Information (NCBI) Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) screening med modificerede parametre til at omfatte hits med kun 2 eller færre uoverensstemmelser og for at undgå bias mod kortere hits (blastn-short -ungapped -penalty -1 -reward 1). SUmirFold evaluerer den sekundære struktur af de formodede miRNA-sekvenser fra BLAST20-resultater ved hjælp af UNAfold21. SUmirFold adskiller miRNA'er fra små interfererende RNA'er ved identifikation af egenskaberne ved hårnålstruktur. Desuden adskiller det miRNA'er fra andre ssRNA'er såsom tRNA og rRNA ved parametrene, minimum foldenergiindeks > 0,67 og GC-indhold på 24-71%. Denne pipeline er for nylig blevet opdateret ved at tilføje to yderligere trin for at (i) øge følsomheden, (ii) øge annotationsnøjagtigheden og (iii) give genomisk fordeling af de forudsagte miRNA-gener22. I betragtning af den høje bevarelse af plante-miRNA-sekvenser23 blev denne pipeline oprindeligt designet til homologibaseret miRNA-forudsigelse. Nye miRNA'er kunne imidlertid ikke identificeres nøjagtigt med denne bioinformatikanalyse, da den var stærkt afhængig af sekvensbevarelse af miRNA'er mellem nært beslægtede arter.
Dette papir præsenterer en ny og fuldautomatisk miRNA-pipeline, mirMachine, der 1) kan identificere kendte og nye miRNA'er mere præcist (for eksempel bruger rørledningen nu sRNA-seq-baserede nye miRNA-forudsigelser samt homologibaseret miRNA-identifikation) og 2) er fuldt automatiseret og frit tilgængelig. Outputtene har også inkluderet de genomiske fordelinger af de forudsagte miRNA'er. mirMachine blev testet for både homologibaserede og sRNA-seq-baserede forudsigelser i hvede- og Arabidopsis-genomer . Selvom UNAfold oprindeligt blev udgivet som fri software, blev det en kommerciel software i det sidste årti. Med denne opgradering blev det sekundære strukturforudsigelsesværktøj skiftet fra UNAfold til RNAfold, så mirMachine kan være frit tilgængeligt. Brugere kan nu udføre et kort indsendelsesscript for at køre den fuldautomatiske mirMachine-pipeline (eksempler findes på https://github.com/hbusra/mirMachine.git).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Blast+</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>https://github.com/hbusra/mirMachine.git</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>mirMachine submission script</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>https://www.perl.org/get.html</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Perl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>https://www.tbi.univie.ac.at/RNA/</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>RNAfold</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arabidopsis TAIR10</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triticum aestivum (wheat, IWGSC RefSeq v2)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mirmachine: a one-stop shop for plant mirna annotation

Af forskellige typer ikke-kodende RNA'er har mikroRNA'er (miRNA'er) uden tvivl været i søgelyset i løbet af det sidste årti. Som post-transkriptionelle regulatorer af genekspression spiller miRNA'er nøgleroller i forskellige cellulære veje, herunder både udvikling og respons på a / biotisk stress, såsom tørke og sygdomme. At have referencegenomsekvenser af høj kvalitet muliggjorde identifikation og annotation af miRNA'er i flere plantearter, hvor miRNA-sekvenser er meget bevarede. Da beregningsmæssige miRNA-identifikations- og annotationsprocesser for det meste er fejlbehæftede processer, øger homologibaserede forudsigelser forudsigelsesnøjagtigheden. Vi har udviklet og forbedret miRNA-annotationspipelinen, SUmir, i det sidste årti, som er blevet brugt til flere plantegenomer siden da. 
Denne undersøgelse præsenterer en fuldt automatiseret, ny miRNA-pipeline, mirMachine (miRNA-maskine), ved (i) at tilføje et yderligere filtreringstrin på forudsigelserne af sekundær struktur, (ii) gøre den fuldt automatiseret og (iii) introducere nye muligheder for at forudsige enten kendt miRNA baseret på homologi eller nye miRNA'er baseret på små RNA-sekventeringslæsninger ved hjælp af den tidligere pipeline. Den nye miRNA-pipeline, mirMachine, blev testet ved hjælp af Arabidopsis Information Resource, TAIR10, frigivelse af Arabidopsis-genomet og International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC) hvedereferencegenom v2.

MiRNA-rørledningen, mirMachine, beskrevet ovenfor, blev anvendt på testdataene til hurtig evaluering af rørledningens ydeevne. Kun de højkonfidensplantemiRNA'er, der blev deponeret ved miRBase v22.1, blev screenet mod kromosom 5A af IWGSC-hvede RefSeq-genomet v224. mirMachine_find returnerede 312 hits til den ikke-redundante liste over 189 miRNA'er med høj tillid med maksimalt 1 tilladt mismatch (tabel 1). mirMachine_fold klassificerede 49 af dem som formodede miRNA'er afhæn...

Watch this Scientific Journal Video about mirMachine: A One-Stop Shop for Plant miRNA Annotation at JoVE.com

mirMachine: A One-Stop Shop for Plant miRNA Annotation

Heri præsenterer vi en ny og fuldautomatisk miRNA-pipeline, mirMachine, der 1) kan identificere kendte og nye miRNA'er mere præcist og 2) er fuldautomatisk og frit tilgængelig. Brugere kan nu udføre et kort indsendelsesscript for at køre den fuldautomatiske mirMachine-pipeline.

mirMachine: En one-stop-shop for plante miRNA-annotation

Of different types of noncoding RNAs, microRNAs (miRNAs) have arguably been in the spotlight over the last decade. As post-transcriptional regulators of ...

Beregningsmæssig identifikation af mikro-RNA'er giver høje falske positive forudsigelser. Med de seneste opdateringer giver mirMachine høj følsomhed og specificitet i kendte og nye mikro-RNA-forudsigelser. MirMachine har vist sig at være bedre end de nyeste mikro RNA-algoritmer med hensyn til følsomhed, og mirMachine er nu fuldt automatiseret og frit tilgængelig, så alle kan bruge det med instruktioner.MirMachine kan forudsige genomfordelingen af de formodede mikro-RNA'er uden begrænsning af de data, der er specifikke for væv og tilstande. Tilgængeligheden af de foreløbige data forud for msRNA-sekventeringseksperimentet ville fremskynde verifikationsprocessen for de vigtige mikro-RNA-gener. Før du konfigurerer maskinen, skal du downloade og installere softwareafhængigheder fra de respektive hjemmesider ved hjælp af linkene i tekstmanuskriptet.Alternativt er en lettere og hurtigere måde at installere softwareafhængighederne på at bruge adfærd ved hjælp af kommandoerne i tekstmanuskriptet. Download den nyeste version af mirMachine-scripts det blotte maskinindsendelsesscript fra GitHub. Indstil derefter scriptsstien til stifanen.Sørg for, at mirMachine og dens afhængigheder er blevet downloadet korrekt ved at køre mirMachine på testdata fra GitHub. Kontroller jobstatus på skærmen ved hjælp af standardoutputstrømmen. Når al færdig tekst vises, skal du kontrollere outputfilerne.Styr hårnålene dot TBL dot ud dot TBL output filer. Bemærk det modne miRNA pre miRNA og miRNA'ernes stjernesekvenser på anden, tredje og sjette kolonne. Find placeringen af de forudsagte miRNA'er på kromosomerne i slutningen af hver linje.Kontroller derefter logfilerne for programoutput og advarsler. For homologibaseret identifikation skal du køre mirMachine ved hjælp af bash-scriptet og kontrollere de forudsagte mRNA'er. Find outputfilen til de modne miRNA'er og pre miRNA hurtigste sekvenser samt outputfilen til hårnållogfilen.Til ny miRNA-identifikation forbehandler sRNA-seq Fast Q-filerne til det korrekte FASTA-format. Trim adapterne og fjern læser af lav kvalitet som dem, der indeholder N, da forbehandling til sRNA-seq-læsningerne ikke er en del af mirMachine. Vælg et stabilt trimningsværktøj og trimningsparametre for de indsendte data.Konverter FASTQ-filen til FASTA-fil som inputfil. Hvis der leveres en overflodstabelfil, skal du bruge det ændringsscript, der følger med mirMachine-scripts, til at konvertere tabelfilen til et korrekt FASTA-input. Kør derefter mirMachine ved hjælp af bash-scriptet.Kontroller de forudsagte miRNA'er. Find outputfilen for de forudsagte mRNA'er og prem miRNA FASTA-sekvenser og outputfilen for hårnålslogfilen. Indstil dash DB-indstillingen til en blastdatabase for at springe bygningsreferencedatabasen i pipelinen over.Indstil indstillingen bindestreg M til antallet af tilladte uoverensstemmelser og bindestreg N til antallet af hits, der skal fjernes efter justering. Skift dette baseret på arten. Brug bindestregen lang til at vurdere de sekundære strukturer for mistankelisten og bindestregen til at aktivere den nye miRNA-forudsigelse baseret på sRNA-seq-data.Indstil indstillingen bindestreg L max til den maksimale længde af S RNA-seq-læsningerne, der skal medtages i screeningen, og indstillingen dash L min til den mindste længde af sRNA-seq-læsningerne, der skal have i screeningen. Brug indstillingen bindestreg RPM til at indstille grænsen for læsninger pr. million. I den repræsentative analyse.Fordelingen af mRNA-familier fra kromosomet fem A i IWGSC-hveden vises. Den højest repræsenterede gruppe af mRNA'er var miR9666 med 18 identificerede miRNA'er. Ydeevne af mirMachine på Arabidopsis thaliana og hvede arter sammenlignet med miRDP2.Sammenligninger af følsomheden og nummer to positive viste, at mirMachine overgik miRDP2 på Arabidopsis-dataene. For hvededata mirMachine homologibaseret forudsigelse med ekspressionsbevis gav bedre følsomhed end miRDP2. For begge genomer forudsagde miRDP2 et højere antal sande positive end sRNA-seq og homologibaserede forudsigelser.Opsætning af den krævede applikation kan være byrdefuld for den uerfarne bruger. At følge denne videovejledning ville hjælpe. Visualisering af installationsprocessen vil tilskynde de ikke-beregningsmæssige forskere til at komme ind i nogle grundlæggende computing.Derudover vil undersøgelse af outputfilerne i videoen helt sikkert hjælpe brugerne med at fortolke deres resultater.

Research

JoVE Journal

Biology

Choice and No-Choice Assays for Testing the Resistance of A. thaliana to Chewing Insects

Larvae of the small white cabbage butterfly are a pest in agricultural settings. This caterpillar species feeds from plants in the cabbage family, which ...

Virus-induced Gene Silencing (VIGS) in Nicotiana benthamiana and Tomato

Virus-induced Gene Silencing VIGS in Nicotiana benthamiana and Tomato

RNA interference (RNAi) is a highly specific gene-silencing phenomenon triggered by dsRNA1. This silencing mechanism uses two major classes of RNA ...

A &#946;-glucuronidase (GUS) Based Cell Death Assay

A ÃƒÅ½Ã‚Â²-glucuronidase GUS Based Cell Death Assay

We have developed a novel transient plant expression system that simultaneously expresses the reporter gene, &beta;-glucuronidase (GUS), with putative ...

Agrobacterium-Mediated Virus-Induced Gene Silencing Assay In Cotton

Cotton (Gossypium hirsutum) is one of the most important crops worldwide. Considerable efforts have been made on molecular breeding of new varieties.  The ...

Annotation of Plant Gene Function via Combined Genomics, Metabolomics and Informatics

Annotation af Plant genfunktion via Kombinerede Genomics, metabolomik og Informatik

Given the ever expanding number of model plant species for which complete genome sequences are available and the abundance of bio-resources such as ...

Agroinfiltration and PVX Agroinfection in Potato and Nicotiana benthamiana

Agroinfiltration and PVX Agroinfection in Potato and Nicotiana benthamiana

Agroinfiltration og PVX Agroinfection i kartoffel og Nicotiana benthamiana

Agroinfiltration and PVX agroinfection are two efficient transient expression assays for functional analysis of candidate genes in plants. The most ...

A New Approach for the Comparative Analysis of Multiprotein Complexes Based on 15N Metabolic Labeling and Quantitative Mass Spectrometry

A New Approach for the Comparative Analysis of Multiprotein Complexes Based on 15N Metabolic Labeling and Quantitative Mass Spectrometry

En ny tilgang til en sammenlignende analyse af multiprotein komplekser Baseret på<sup&gt; 15</sup&gt; N metabolisk mærkning og kvantitativ massespektrometri

The introduced protocol provides a tool for the analysis of multiprotein complexes in the thylakoid membrane, by revealing insights into complex ...

A Fast Air-dry Dropping Chromosome Preparation Method Suitable for FISH in Plants

En hurtigt Air-tør droppe kromosom fremstillingsmetode Egnet til FISH i planter

Preparation of chromosome spreads is a prerequisite for the successful performance of fluorescence in situ hybridization (FISH). Preparation of high ...

High-throughput CRISPR Vector Construction and Characterization of DNA Modifications by Generation of Tomato Hairy Roots

High-throughput CRISPR Vector Konstruktion og karakterisering af DNA Ændringer af Generation of Tomato Behårede Roots

Targeted DNA mutations generated by vectors with clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/Cas9 technology have proven useful for ...

Rapid Analysis of Circadian Phenotypes in Arabidopsis Protoplasts Transfected with a Luminescent Clock Reporter

Hurtig Analyse af døgnrytmen fænotyper i Arabidopsis Protoplaster transficeret med et Selvlysende Clock Reporter

The plant circadian clock allows the anticipation of daily changes to the environment. This anticipation aids the responses to temporally predictable ...