تستخدم لتحديد نطاق الدوافع المحتملة في تنظيم الجينات Coregulated

الهدف العام من التجربة التالية هو تحديد إشارات تنظيمية محتملة في مجموعات من الجينات ذات التنظيم المشترك، وتحديد جينات أخرى قد تنتمي وظيفياً إلى هذه المجموعة. ويتم تحقيق ذلك عن طريق تقديم قائمة من الجينات أو التسلسلات المرشحة إلى خوارزمية scope. وفي خطوة ثانية، يتم فحص نتائج التحليل لتحديد العناصر الزخرفية (motifs) ذات الدرجات العالية.

يتم اختيار نمط أو أكثر لمزيد من الاستقصاء. بعد ذلك، تُدمج الجينات الإضافية التي حددها برنامج scope لنمط معين مع مجموعة الجينات الأصلية، ثم يُعاد تقديمها إلى scope لإجراء مزيد من التحليل؛ حيث يتم الحصول على نتائج تُظهر أنماط النمط في مجموعة الجينات الجديدة الموسعة. وتعمل هذه الأنماط على تأكيد تحديد النمط الأصلي واقتراح جينات إضافية قد يتم النظر فيها لمزيد من الاستقصاء البيولوجي حول التنظيم المشترك مع الجينات الأصلية التي قُدمت إلى scope.

تكمن الميزة الرئيسية لهذا النهج في أن scope، على عكس أدوات البحث عن الزخارف (motif finders) الأخرى، يستخدم نهجاً تجميعياً يتكون من عدد من الخوارزميات المختلفة، حيث صُممت كل منها للعثور على نوع معين من الزخارف. بالإضافة إلى ذلك، لا يجبر scope المستخدم على تقديم معلومات غير معروفة مسبقاً مثل طول الزخرفة أو عدد مرات ظهور الزخرفة المتوقع العثور عليها. كما أن واجهة المستخدم بسيطة للغاية ولا تتطلب أي خبرة في البحث عن التسلسلات التنظيمية.

وبناءً على ذلك، سيتمكن المستخدم من إجراء التحليل بطريقة بسيطة ومباشرة للغاية. وتتميز مخرجات Scope بطبيعتها الرسومية العالية، مما يعني أنه عند الحصول على النتائج، سيكون من البديهي جداً العثور على الأنماط وتحديد الزخارف (motifs) التي تهمك. للبدء، قم بإعداد قائمة بأسماء الجينات التي قد تكون خاضعة لتنظيم مشترك.

للتحليل بواسطة scope، احفظ القائمة كملف نصي أو انسخها إلى الحافظة للصقها في scope لاحقاً. يجب أن يحتوي الملف على اسم جين واحد في كل سطر دون أي معلومات إضافية. قم بتشغيل متصفح الويب واتصل بالرابط الموضح هنا.

يمكن إدخال المعلومات التي يحتاجها برنامج scope لإجراء التحليل. اختر النوع المراد فحصه باستخدام القائمة المنبثقة الخاصة بالأنواع. من المهم اختيار النوع الصحيح لأن برنامج scope يرجع إلى الجينوم لحساب ترددات الحدوث الخلفية.

بالنسبة لأي نمط مرشح، يتم فحص التسلسل الموجود في المنبع (upstream sequence). تُستخدم أزرار الاختيار لتحديد ما إذا كان التحليل سيشمل المناطق بين الجينات (intergenic) أو طولاً ثابتاً (fixed length). سيقوم خيار "intergenic" بتحليل كامل التسلسل الواقع بين الجين المستهدف والجين السابق، بينما عند اختيار "fixed length"، سنقوم بفحص عدد محدد من النيوكليوتيدات في المنبع بدءاً من بداية الجين الحالي.

بعد ذلك، حدد لبرنامج scope مجموعة الجينات المراد تحليلها، إما عن طريق لصق قائمة الجينات أو تسلسل سريع في مربع النص المخصص لقائمة الجينات، أو من خلال الضغط على زر "choose file" لاختيار الملف. يمكن استخدام قسم "the results must include" لإدخال motif ليقوم scope بتضمينه في التحليل، وهو أمر مفيد عند البحث عن motif محدد. أما القسم الأخير في الصفحة، فيمكن استخدامه لإدخال عنوان البريد الإلكتروني وتعليق ليتم حفظهما مع التحليل.

إذا تم ملء هذا الحقل في النطاق، فسيتم إرسال بريد إلكتروني يحتوي على رابط يعود إلى صفحة الويب التي تضم النتائج. والآن بعد وصف معلمات النطاق، سيتم استخدام زر البحث عن عينة لتوضيح كيفية تشغيل برنامج النطاق. سيؤدي الضغط على هذا الزر إلى ملء جميع المعلومات الضرورية التي تم وصفها للتشغيل اليدوي تلقائياً.

يتم إدخال ثلاثة جينات تلقائيًا مع تحديد الخيارات المناسبة للحقول الأخرى. تشارك هذه الجينات الثلاثة في صيانة التيلومير عبر إعادة التركيب في croce visier. إن إبقاء خيار "الجينات الإضافية" مفعلًا سيوجه برنامج scope للبحث في الجينوم وتحديد أي جينات أخرى تحتوي على هذا الموتيف في المنبع، مما يؤدي إلى زيادة في درجة الموتيف عند إضافتها إلى مجموعة الجينات الأصلية.

وأخيراً، ابدأ التحليل بالضغط على زر run scope الموجود في أسفل الصفحة. وبعد تشغيل التحليل، ستظهر النتائج على الشاشة. يحتوي الجزء العلوي من الصفحة على جدول يتضمن معلومات حول الزخارف (motifs) التي تم العثور عليها باستخدام scope.

يحتوي العمود الأول على قائمة بالزخارف (motifs) التي تم العثور عليها، وتعمل المربعات الملونة الصغيرة كدليل لخريطة الزخارف الرسومية الموضحة أدناه. يمكن تبديل عرض أي زخرفة معينة بين التشغيل والإيقاف من خلال النقر داخل المربع الملون. وتشمل أعمدة البيانات الأخرى: count الذي يمثل عدد مرات ظهور الزخرفة في مجموعة الجينات بأكملها، وsig value الذي يشير إلى أهمية تلك الزخرفة، وcoverage وهي نسبة الجينات المقدمة التي تحتوي على مثيل واحد على الأقل من تلك الزخرفة، وalgorithm الذي يوضح أيًا من خوارزميات مكونات النطاق الثلاثة تم استخدامه للكشف عن الزخرفة.

سيؤدي النقر فوق أي من الزخارف المدرجة إلى نقل المستخدم إلى صفحة تحتوي على معلومات مفصلة عن تلك الزخرفة. وفي هذه الصفحة، يتم تمثيل الزخرفة بثلاث طرق: شعار التسلسل، ومصفوفة أوزان المواقع، وقائمة بجميع حالات الزخرفة مع تحديد مواقعها، وسلاسلها، وجيناتها.

توجد في أسفل الصفحة تفاصيل إضافية تتعلق بنتائج البحث عن جينات أخرى تحتوي على هذا النمط (motif). في هذه الحالة، كان هناك 65 جيناً آخر تحتوي على هذا النمط، وقد أدى إضافتها جميعاً إلى مجموعة الجينات الأصلية (gene.Set) إلى تحسين قيمة SIG. سيؤدي الضغط على خيار "add check genes to search" إلى العودة إلى صفحة إعداد النطاق (scope setup page).

عند إضافة هذه الجينات إلى مجموعة الجينات الأصلية مع ضبط مجموعة المعلمات كما كان متبعاً سابقاً في هذا المثال، تمت إضافة 10 جينات إضافية إلى الجينات الثلاثة الأصلية. وتظهر هنا نتائج تحليل النطاق (scope analysis) للجينات الإضافية لهذا النمط (motif). وتوجد الجينات الثلاثة الأصلية في أسفل النتائج.

يُظهر النظر إلى نمط الزخارف (motifs) في المنطقة العلوية من هذه الجينات الإضافية بوضوح أنها متشابهة. وتعتبر الزخرفة الأصلية الآن هي الزخرفة ذات النتيجة الأعلى في المجموعة المعروضة هنا، وهي نتيجة تحليل إضافي لمجموعة مختلفة من الجينات المشاركة في التخليق الحيوي للريبوسوم. كما يظهر بوضوح نمط من زخرفتين يمكن ملاحظتهما في معظم الجينات التي يتم فحصها.

تسهل المخرجات الرسومية لبرنامج scope على المستخدم تمييز هذه الأنواع من الأنماط بشكل كبير. وبخلاف العديد من أدوات البحث عن الزخارف (motif finders) الأخرى، لا يتطلب scope من المستخدم تخمين طول الزخرفة أو أنواع الزخارف التي يجب أن يبحث عنها البرنامج. وسواء كنت خبيراً أو مبتدئاً، فإن scope يوفر الواجهة ذاتها وسيقدم لك النتائج نفسها.

علاوة على ذلك، فإن قدرة scope على إيجاد جينات أخرى قد تكون ذات تنظيم مشترك مع مجموعة جيناتك الأولية توفر أفكاراً جديدة للتجارب البيولوجية. وعادةً ما يعني نهج التجميع (ensemble approach) أن scope سيعطي النتائج الأكثر دلالة، وغالباً بدقة أعلى بكثير مما تفعله أدوات البحث عن الزخارف (motif finders) الأخرى. ولكن لا تنسَ أن المفسر النهائي للنتائج هو أنت، العالم المختص في علوم الحياة.

بغض النظر عما تشير إليه نتائج الكمبيوتر، يجب أن تكون النتائج منطقية من حيث السياق البيولوجي.