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. Programvaruberoenden och installation
<ol><li>Installera programvaruberoenden från deras hemsida eller med conda.<ol><li>Ladda ner och installera Perl, om det inte redan är installerat, från dess hemsida (https://www.perl.org/get.html). Representerade resultat förutspåddes med Perl v5.32.0.</li>
		<li>Ladda ner Blast+, ett justeringsprogram, från dess hemsida (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279671/) som körbar och som källkod. OBS: Representerade resultat förutspåddes med BLAST 2.6.0+.</li>
		...

<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>

Vår miRNA-pipeline, SUmir, har använts för identifiering av många växt-miRNA under det senaste decenniet. Här utvecklade vi en ny, helt automatiserad och fritt tillgänglig miRNA-identifierings- och annoteringspipeline, mirMachine. Dessutom var ett antal miRNA-identifieringsrörledningar inklusive, men inte begränsat till den tidigare rörledningen, beroende av UNAfold-programvara21, som med tiden blev en kommersiell programvara, även om den en gång var fritt tillgänglig. Denna nya och h...

Framsteg inom nästa generations sekvenseringsteknik har breddat förståelsen för RNA-strukturer och reglerande element och avslöjat funktionellt viktiga icke-kodande RNA (ncRNA). Bland olika typer av ncRNA utgör mikroRNA (miRNA) en grundläggande regleringsklass av små RNA med en längd mellan 19 och 24 nukleotider i växter 1,2. Sedan upptäckten av det första miRNA i nematoden Caenorhabditis elegans3 har närvaron och funktionerna hos miRNA studerats omfattande i djur- och växtgenom samt 4,5,6. miRNA fungerar genom att rikta in sig på mRNA för klyvning eller translationellt förtryck7. Ackumulerande bevis har också visat att miRNA är involverade i ett brett spektrum av biologiska processer i växter inklusive tillväxt och utveckling8, självbiogenes9 och flera biotiska och abiotiska stressreaktioner10.
I växter bearbetas miRNA initialt från långa primära transkript som kallas pri-miRNA11. Dessa pri-miRNA som genereras av RNA-polymeras II inuti kärnan är långa transkript som bildar en ofullkomlig vikningsstruktur12. Pri-miRNA genomgår senare en klyvningsprocess för att producera endogena enkelsträngade (ss) hårnålsprekursorer av miRNA som kallas pre-miRNA11. Pre-miRNA bildar en hårnålsliknande struktur där en enda sträng viks in i en dubbelsträngad struktur för att skära ut en miRNA-duplex (miRNA / miRNA *)13. Dicer-liknande protein skär båda strängarna i miRNA / miRNA * duplex och lämnar 2-nukleotid 3'-överhäng14,15. MiRNA-duplexen metyleras inuti kärnan, vilket skyddar 3'-änden av miRNA från nedbrytning och uridyleringsaktivitet16,17. Ett helicase varvar ner den metylerade miRNA-duplexen efter export och utsätter det mogna miRNA för det RNA-inducerade tystnadskomplexet (RISC) i cytosolen18. En sträng i duplexen är moget miRNA införlivat i RISC , medan den andra strängen, miRNA *, bryts ned. MiRNA-RISC-komplexet binder till målsekvensen vilket leder till antingen mRNA-nedbrytning vid full komplementaritet eller translationell repression vid partiell komplementaritet13.
Baserat på uttrycks- och biogenesfunktionerna har riktlinjer för miRNA-annotering beskrivits15,19. Med de definierade riktlinjerna utvecklade Lucas och Budak SUmir-rörledningen för att utföra en homologibaserad in silico miRNA-identifiering i växter9. SUmir-pipelinen bestod av två skript: SUmirFind och SUmirFold. SUmirFind utför likhetssökningar mot kända miRNA-dataset genom National Center for Biotechnology Information (NCBI) Basic Local Alignment Search tool (BLAST) screening med modifierade parametrar för att inkludera träffar med endast 2 eller färre felmatchningar och för att undvika partiskhet mot kortare träffar (blastn-short -ungapped -penalty -1 -reward 1). SUmirFold utvärderar den sekundära strukturen för de förmodade miRNA-sekvenserna från BLAST20-resultat med hjälp av UNAfold21. SUmirFold skiljer miRNA från små störande RNA genom identifiering av egenskaperna hos hårnålsstrukturen. Dessutom skiljer det miRNA från andra ssRNA såsom tRNA och rRNA med parametrarna, minsta viktenergiindex > 0,67 och GC-innehåll på 24-71%. Denna pipeline har nyligen uppdaterats genom att lägga till ytterligare två steg för att (i) öka känsligheten, (ii) öka annoteringsnoggrannheten och (iii) tillhandahålla genomisk fördelning av de förutsagda miRNA-generna22. Med tanke på det höga bevarandet av växt-miRNA-sekvenser23 var denna pipeline ursprungligen utformad för homologibaserad miRNA-förutsägelse. Nya miRNA kunde dock inte identifieras exakt med denna bioinformatiska analys eftersom den starkt förlitade sig på sekvensbevarande av miRNA mellan närbesläktade arter.
Detta dokument presenterar en ny och helautomatisk miRNA-pipeline, mirMachine som 1) kan identifiera kända och nya miRNA mer exakt (till exempel använder rörledningen nu sRNA-seq-baserade nya miRNA-förutsägelser samt homologibaserad miRNA-identifiering) och 2) är helt automatiserad och fritt tillgänglig. Resultaten har också inkluderat de genomiska fördelningarna av de förutsagda miRNA: erna. mirMachine testades för både homologibaserade och sRNA-seq-baserade förutsägelser i vete- och Arabidopsis-genom . Även om UNAfold ursprungligen släpptes som fri programvara, blev UNAfold en kommersiell programvara under det senaste decenniet. Med denna uppgradering byttes det sekundära strukturförutsägelseverktyget från UNAfold till RNAfold så att mirMachine kan vara fritt tillgängligt. Användare kan nu köra ett kort överföringsskript för att köra den helautomatiska mirMachine-pipelinen (exempel finns 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

Av olika typer av icke-kodande RNA har mikroRNA (miRNA) utan tvekan varit i rampljuset under det senaste decenniet. Som post-transkriptionella regulatorer av genuttryck spelar miRNA nyckelroller i olika cellulära vägar, inklusive både utveckling och svar på a / biotisk stress, såsom torka och sjukdomar. Att ha högkvalitativa referensgenomsekvenser möjliggjorde identifiering och annotering av miRNA i flera växtarter, där miRNA-sekvenser är mycket bevarade. Eftersom beräknings-miRNA-identifierings- och annoteringsprocesser mestadels är felbenägna processer, ökar homologibaserade förutsägelser förutsägelsenoggrannheten. Vi utvecklade och har förbättrat miRNA-annoteringspipelinen, SUmir, under det senaste decenniet, som har använts för flera växtgenom sedan dess. 
Denna studie presenterar en helt automatiserad, ny miRNA-pipeline, mirMachine (miRNA Machine), genom att (i) lägga till ytterligare ett filtreringssteg på de sekundära strukturförutsägelserna, (ii) göra den helt automatiserad och (iii) introducera nya alternativ för att förutsäga antingen känt miRNA baserat på homologi eller nya miRNA baserat på små RNA-sekvenseringsläsningar med den tidigare pipelinen. Den nya miRNA-pipelinen, mirMachine, testades med hjälp av Arabidopsis Information Resource, TAIR10, frisättning av Arabidopsis-genomet och International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC) vetereferensgenom v2.

MiRNA-rörledningen, mirMachine, som beskrivs ovan applicerades på testdata för snabb utvärdering av rörledningens prestanda. Endast de högkonfidensväxt-miRNA som deponerades vid miRBase v22.1 screenades mot kromosomen 5A av IWGSC-vete RefSeq-genomet v224. mirMachine_find returnerade 312 träffar för den icke-redundanta listan med 189 miRNA med hög konfidens med högst 1 felaktig matchning tillåten (tabell 1). mirMachine_fold klassificerade 49 av dem som förmodade miRNA ...

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

Häri presenterar vi en ny och helautomatisk miRNA-pipeline, mirMachine som 1) kan identifiera kända och nya miRNA mer exakt och 2) är helt automatiserad och fritt tillgänglig. Användare kan nu köra ett kort överföringsskript för att köra den helautomatiska mirMachine-pipelinen.

mirMachine: En one-stop-shop för växt-miRNA-anteckning

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

Beräkningsidentifiering av mikro-RNA ger höga falska positiva förutsägelser. Med de senaste uppdateringarna ger mirMachine hög känslighet och specificitet i kända och nya mikro-RNA-förutsägelser. MirMachine har visat sig vara överlägsen de senaste mikro-RNA-algoritmerna när det gäller känslighet och mirMachine är nu helt automatiserad och fritt tillgänglig så att alla kan använda den med instruktioner.MirMachine kan förutsäga den genomomfattande fördelningen av de förmodade mikro-RNA utan begränsning av data som är specifika för vävnader och förhållanden. Tillgängligheten av de preliminära data före msRNA-sekvenseringsexperimentet skulle påskynda verifieringsprocessen för de viktiga mikro-RNA-generna. Innan du ställer in maskinen ladda ner och installera programvaruberoenden från respektive hemsidor med hjälp av länkarna i textmanuskriptet.Alternativt är ett enklare och snabbare sätt att installera programvaruberoenden att använda uppförande med hjälp av kommandona i textmanuskriptet. Ladda ned den senaste versionen av mirMachine-skripten för att bara skicka in datorn från GitHub. Ställ sedan in skriptsökvägen på fliken sökväg.Kontrollera att mirMachine och dess beroenden har laddats ned korrekt genom att köra mirMachine på testdata från GitHub. Kontrollera jobbstatusen på skärmen med standardutdataströmmen. När all färdig text visas kontrollerar du utdatafilerna.Kontrollera hårnålarna dot TBL dot out dot TBL output files. Lägg märke till de mogna miRNA pre miRNA och miRNAs stjärnsekvenser på den andra, tredje och sjätte kolumnen. Hitta platsen för de förutsagda miRNA på kromosomerna i slutet av varje rad.Kontrollera sedan loggfilerna för programutgångar och varningar. För homologibaserad identifiering kör du mirMachine med bash-skriptet och kontrollerar de förutsagda mRNA: erna. Hitta utdatafilen för de mogna miRNA- och pre miRNA-snabbaste sekvenserna, samt utdatafilen för hårnålsloggfilen.För ny miRNA-identifiering förbehandla sRNA-seq Fast Q-filerna till rätt FASTA-format. Trimma adaptrarna och ta bort läsningar av låg kvalitet som de som innehåller N som förbehandling för sRNA-seq-läsningar är inte en del av mirMachine. Välj ett stabilt trimningsverktyg och trimningsparametrar för de inlämnade uppgifterna.Konvertera FASTQ-filen till FASTA-fil som indatafil. Om en överflödstabellfil tillhandahålls använder du modifieringsskriptet som medföljer mirMachine-skripten för att konvertera tabellfilen till en korrekt FASTA-indata. Kör sedan mirMachine med bash-skriptet.Kontrollera de förutsagda miRNA: erna. Hitta utdatafilen för de förutsagda mRNA- och prem miRNA FASTA-sekvenserna och utdatafilen för hårnålsloggfilen. Ange alternativet streckdatabasdatabas till en blast-databas för att hoppa över byggnadsreferensdatabasen i pipelinen.Ställ in strecket M-alternativet på antalet tillåtna matchningar och strecket N på antalet träffar som ska elimineras efter justering. Ändra detta baserat på arten. Använd bindestrecket långt för att bedöma de sekundära strukturerna för den misstänkta listan och bindestrecket för att aktivera den nya miRNA-förutsägelsen baserat på sRNA-seq-data.Ställ in strecket L max-alternativet till den maximala längden på S RNA-seq-läsningarna för att inkludera i screeningen och alternativet streck L min till den minsta längden på sRNA-seq-läsningarna som ska ha i screeningen. Använd alternativet för bindestrecks-RPM för att ställa in tröskelvärdet för läsningar per miljon. I den representativa analysen.Fördelningen av mRNA-familjer från kromosomen fem A i IWGSC-vete visas. Den högst representerade gruppen av mRNA var miR9666 med 18 identifierade miRNA. Prestanda för mirMachine på Arabidopsis thaliana och vete arter jämfört med miRDP2.Jämförelser av känsligheten och nummer två positiva visade att mirMachine överträffade miRDP2 på Arabidopsis-data. För vetedata mirMachine homologibaserad förutsägelse med uttrycksbevis gav bättre känslighet än miRDP2. För båda genomerna förutspådde miRDP2 ett högre antal sanna positiva än sRNA-seq och homologibaserade förutsägelser.Att konfigurera det nödvändiga programmet kan vara betungande för den oerfarna användaren. Att följa denna videohandledning skulle hjälpa. Visualisering av installationsprocessen kommer att uppmuntra icke-beräkningsforskare att komma in i några grundläggande datorer.Dessutom kommer undersökning av utdatafilerna i videon definitivt att hjälpa användarna att tolka sina resultat.

Research

JoVE Journal

Biology

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

Valfrihet och No-val analyser för att testa Resistance A. thaliana att tugga Insekter

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

Virus-inducerad geners uttryck (VIGS) i Nicotiana benthamiana Och Tomat

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

Ett β-glukuronidas (GUS) Baserat Celldöd analys

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

Agrobacterium-medierad virusinducerade geners uttryck test på Bomull

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

Notering av växt genfunktion via Kombinerade genomik och metabolomik och 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

Agroinfiltrering och PVX-agroinfektion i Potatis och 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 metod för jämförande analys av multiproteinkomplex baserat på<sup&gt; 15</sup&gt; N Metabolic Märkning och kvantitativ masspektrometri

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 snabb Lufttorka släppa Kromosomberedning som lämpar sig för FISH i växter

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

Hög genomströmning crispr Vektorkonstruktion och karakterisering av DNA Ändringar av Generation tomat håriga 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

Snabb analys av dygns Fenotyper i Arabidopsis protoplaster transfekterade med en lysande klocka Reporter

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