Usando alcance para identificar posibles motivos de reglamentación en los genes coregulated

El objetivo general del siguiente experimento es identificar señales reguladoras potenciales en conjuntos de genes coregulados y determinar otros genes que podrían pertenecer funcionalmente a este conjunto. Esto se logra enviando una lista de genes o secuencias candidatas al algoritmo SCOPE. Como segundo paso, se examinan los resultados del análisis para identificar motivos con puntuaciones altas.

Se elige uno o varios motivos para investigar más a fondo. A continuación, los genes adicionales identificados por scope para un motivo determinado se combinan con el conjunto original de genes y se vuelven a enviar a scope para obtener resultados adicionales de análisis, los cuales muestran patrones de motivos en el nuevo conjunto de genes ampliado. Estos patrones sirven para confirmar la identificación original del motivo y para sugerir genes adicionales que podrían considerarse para una investigación biológica posterior sobre la co-regulación con los genes originales enviados a scope.

La principal ventaja de este enfoque es que, a diferencia de otros buscadores de motivos, scope utiliza un enfoque conjunto que consiste en varios algoritmos diferentes, cada uno diseñado para encontrar un tipo específico de motivo. Además, scope no obliga al usuario a proporcionar información desconocible, como la longitud del motivo o el número de ocurrencias del motivo que se espera encontrar. La interfaz de usuario es extremadamente sencilla y no requiere ninguna experiencia en la búsqueda de secuencias reguladoras.

Por lo tanto, nuestro usuario podrá realizar el análisis de una manera muy sencilla y directa. La salida del alcance es altamente gráfica por naturaleza, lo que significa que cuando obtenga los resultados, será muy intuitivo encontrar patrones e identificar motivos que sean de su interés. Para comenzar, prepare una lista de nombres de genes que puedan estar co-regulados.

Para el análisis mediante scope, guarde la lista como un archivo de texto o cópiela al portapapeles para pegarla posteriormente en scope. El archivo debe contener un nombre de gen por línea sin información adicional. Inicie el navegador web y conéctelo a la URL aquí.

Se puede introducir la información que necesita scope para realizar el análisis. Mediante el menú desplegable de especies, seleccione la especie que se va a examinar. Es importante elegir la especie correcta porque scope se refiere al genoma para calcular las frecuencias de fondo de aparición.

Para cualquier motivo candidato, se examina la secuencia ascendente. Se utilizan botones de opción para elegir entre intergénica o longitud fija. La opción intergénica analizará toda la secuencia entre el gen de interés y el gen anterior, mientras que al elegir longitud fija, se analizará exactamente ese número de nucleótidos hacia arriba desde el inicio del gen actual.

A continuación, indique a SCOPE qué conjunto de genes analizar, ya sea pegando la lista de genes o una secuencia en el cuadro de texto de lista de genes, o presionando el botón elegir archivo para seleccionar el archivo. El campo resultados debe incluir se puede utilizar para ingresar un motivo que SCOPE incluirá en su análisis, y es útil cuando se busca un motivo específico. La última sección de la página se puede usar para ingresar una dirección de correo electrónico y un comentario que se guardarán junto con el análisis.

Si esto se completa en el ámbito, se enviará un correo electrónico con un enlace de regreso a la página web que contiene los resultados. Ahora que se han descrito los parámetros del ámbito, se utilizará el botón de búsqueda de muestra para demostrar cómo se ejecuta el programa de ámbito. Al presionar este botón, se completará automáticamente toda la información necesaria que se describió para una ejecución manual.

Se ingresan automáticamente tres genes y se seleccionan las opciones adecuadas para los otros campos. Estos tres genes participan en el mantenimiento de los telómeros mediante recombinación en croce visier. Mantener marcada la opción de genes adicionales indicará a scope que examine el genoma e identifique cualquier otro gen que posea este motivo upstream, lo que resultará en un aumento del puntaje del motivo cuando se añada al conjunto original de genes.

Finalmente, inicie el análisis pulsando el botón ejecutar análisis en la parte inferior de la página. Después de ejecutar el análisis, los resultados aparecen en la pantalla. La parte superior de la página contiene una tabla con información sobre los motivos que se encontraron utilizando el análisis.

La primera columna contiene una lista de motivos que fueron hallados y pequeños cuadrados de colores sirven como leyenda para el mapa gráfico de motivos mostrado más abajo. La visualización de cualquier motivo dado puede activarse o desactivarse haciendo clic en el cuadro coloreado. Otras columnas de datos incluyen el conteo del número de apariciones del motivo en todo el conjunto de genes, el valor sig, una indicación de la significancia de la cobertura de ese motivo, la fracción de los genes enviados que contienen al menos una instancia de ese motivo, y el algoritmo que indica cuál de los tres algoritmos componentes de scope se utilizó para detectar el motivo.

Hacer clic en cualquiera de los motivos listados llevará al usuario a una página que contiene información detallada sobre ese motivo. En esta página, el motivo se representa de tres formas: un logotipo de secuencia, una matriz de peso por posición y una lista de todas las instancias del motivo con sus posiciones, cadenas y genes.

Más abajo en la página hay detalles adicionales sobre los resultados de la búsqueda de otros genes que contienen este motivo. En este caso, había 65 genes adicionales que contenían el motivo, todos los cuales mejoraron el valor SIG al agregarse al conjunto original de genes. Al hacer clic en agregar genes marcados para buscar, se regresará a la página de configuración del alcance.

Con estos genes añadidos al conjunto de genes original y el conjunto de parámetros tal como se utilizó previamente en este ejemplo, se añaden 10 genes adicionales a los tres originales. Aquí se muestran los resultados del análisis de alcance de los genes adicionales para este motivo. Los tres genes originales se encuentran en la parte inferior de los resultados.

Al observar el patrón de los motivos en la región ascendente de estos genes adicionales, queda claro que son similares. El motivo original es ahora el motivo con mayor puntuación en el conjunto mostrado aquí, que constituye un resultado adicional del análisis de un conjunto diferente de genes implicados en la biogénesis del ribosoma. Es claramente visible un patrón de dos motivos que puede observarse en la mayoría de los genes examinados.

La salida gráfica de scope hace que este tipo de patrones sean muy fáciles de identificar para el usuario. A diferencia de muchos otros buscadores de motivos, scope no requiere que el usuario realice suposiciones sobre la longitud del motivo ni sobre los tipos de motivos que el programa debería buscar. Tanto si usted es un experto como un principiante, scope ofrece la misma interfaz y proporcionará los mismos resultados para usted.

Además, la capacidad del programa para encontrar otros genes que podrían estar co-regulados con su conjunto inicial de genes proporciona nuevas ideas para experimentación biológica. El enfoque de conjunto generalmente significa que scope devolverá los resultados más significativos y a menudo con mucha mayor precisión que otros buscadores de motivos. No olvide, sin embargo, que el intérprete final de los resultados es usted, el científico de la vida.

No importa lo que diga la computadora, los resultados deben tener sentido en términos del contexto biológico.