Utilizzando SCOPE per identificare potenziali Motivi regolamentari in geni Coregulated

L'obiettivo generale del seguente esperimento è identificare segnali regolatori potenziali in insiemi di geni co-regolati e individuare altri geni che potrebbero appartenere funzionalmente a questo insieme. Questo viene ottenuto inviando un elenco di geni o sequenze candidati all'algoritmo SCOPE. Come secondo passaggio, i risultati dell'analisi vengono esaminati per identificare i motivi con punteggio più elevato.

Viene scelto uno o più motivi per un'ulteriore indagine. Successivamente, i geni aggiuntivi identificati da scope per un determinato motivo vengono combinati con il set genico originale e nuovamente sottoposti a scope per un'ulteriore analisi, ottenendo risultati che mostrano i modelli dei motivi nel nuovo set genico ampliato. Questi modelli servono a confermare l'identificazione iniziale del motivo e a suggerire ulteriori geni che potrebbero essere presi in considerazione per successive indagini biologiche riguardo alla co-regolazione con i geni originali sottoposti a scope.

Il vantaggio principale di questo approccio è che, a differenza di altri individuatori di motivi, scope utilizza un approccio basato su un insieme di algoritmi diversi, ognuno progettato per individuare un tipo specifico di motivo. Inoltre, scope non obbliga l'utente a fornire informazioni sconosciute, come la lunghezza del motivo o il numero di occorrenze del motivo che ci si aspetta di trovare. L'interfaccia utente è estremamente semplice e non richiede alcuna competenza specifica nella ricerca di sequenze regolatorie.

Pertanto, il nostro utente potrà eseguire l'analisi in modo molto semplice e diretto. L'output dello scope è di natura altamente grafica, il che significa che, una volta ottenuti i risultati, sarà molto intuitivo individuare schemi e identificare motivi di interesse. Per iniziare, preparare un elenco di nomi di geni che potrebbero essere co-regolati.

Per l'analisi tramite scope, salvare l'elenco come file di testo o copiarlo negli appunti per incollarlo successivamente in scope. Il file deve contenere un nome di gene per riga, senza informazioni aggiuntive. Avviare il browser web e collegarlo all'URL indicato qui.

È possibile inserire le informazioni necessarie a scope per eseguire l'analisi. Utilizzando il menu a discesa delle specie, selezionare la specie da esaminare. È fondamentale scegliere la specie corretta poiché scope fa riferimento al genoma per calcolare le frequenze di occorrenza di base.

Per ogni motivo candidato, viene esaminata la sequenza a monte. I pulsanti radio vengono utilizzati per scegliere tra intergenico o lunghezza fissa. L'opzione intergenica analizzerà l'intera sequenza compresa tra il gene di interesse e il gene precedente, mentre selezionando la lunghezza fissa, verrà analizzato esattamente quel numero di nucleotidi a monte rispetto all'inizio del gene corrente.

Successivamente, indicare a SCOPE quale set di geni analizzare incollando l'elenco dei geni o un'analisi rapida nella casella di testo dell'elenco dei geni, oppure premendo il pulsante "scegli file" per selezionare il file. La sezione "I risultati devono includere" può essere utilizzata per inserire un motivo che SCOPE includerà nell'analisi ed è utile quando si cerca un motivo specifico. L'ultima sezione della pagina può essere utilizzata per inserire un indirizzo email e un commento da salvare insieme all'analisi.

Se questo campo viene compilato nell'ambito, verrà inviata un'e-mail con un collegamento alla pagina web contenente i risultati. Ora che i parametri dell'ambito sono stati descritti, verrà utilizzato il pulsante di ricerca del campione per dimostrare come viene eseguito il programma dell'ambito. Premendo questo pulsante verranno compilati automaticamente tutti i dati necessari precedentemente descritti per un'esecuzione manuale.

Tre geni vengono inseriti automaticamente e vengono selezionate le scelte appropriate per gli altri campi. Questi tre geni sono coinvolti nel mantenimento dei telomeri attraverso il ricombinamento in croce visier. Mantenere selezionata l'opzione per i geni aggiuntivi indicherà a scope di analizzare il genoma e identificare tutti gli altri geni che presentano questo motivo a monte, con conseguente aumento del punteggio del motivo quando aggiunti al set genico originale.

Infine, avviare l'analisi premendo il pulsante "run scope" in fondo alla pagina. Dopo l'esecuzione dell'analisi, i risultati vengono visualizzati sullo schermo. In alto nella pagina è presente una tabella con informazioni sui motivi identificati mediante scope.

La prima colonna contiene un elenco di motivi identificati e piccoli quadrati colorati fungono da legenda per la mappa grafica dei motivi mostrata di seguito. La visualizzazione di un determinato motivo può essere attivata o disattivata facendo clic sul riquadro colorato. Altre colonne di dati includono il conteggio del numero di occorrenze del motivo nell'intero insieme di geni, il valore sig, un'indicazione della significatività della copertura di quel motivo, la frazione dei geni sottoposti che contengono almeno un'istanza di quel motivo e l'algoritmo che indica quale dei tre algoritmi componenti di scope è stato utilizzato per rilevare il motivo.

Cliccando su uno qualsiasi dei motivi elencati, l'utente verrà indirizzato a una pagina contenente informazioni dettagliate su quel motivo. In questa pagina, il motivo è rappresentato in tre modi: un logo di sequenza, una matrice posizionale dei pesi e un elenco di tutte le istanze del motivo con le relative posizioni, filamenti e geni.

Più in basso nella pagina sono riportati ulteriori dettagli riguardanti i risultati della ricerca di altri geni contenenti questo motivo. In questo caso, sono stati trovati altri 65 geni contenenti il motivo, tutti i quali hanno migliorato il valore SIG quando aggiunti al set genico originale. Premere "aggiungi geni selezionati alla ricerca" per tornare alla pagina di configurazione dell'analisi.

Con questi geni aggiunti al set genico originale e il parametro impostato come in precedenza utilizzando questo esempio, vengono aggiunti 10 geni extra ai tre originali. I risultati dell'analisi dell'ambito dei geni aggiuntivi per questo motivo sono mostrati qui. I tre geni originali si trovano in fondo ai risultati.

Osservando il modello dei motivi nella regione a monte di questi geni aggiuntivi, è chiaro che essi sono simili. Il motivo originale è ora quello con il punteggio più alto nell'insieme qui mostrato, che rappresenta un risultato aggiuntivo di analisi relativo a un diverso insieme di geni coinvolti nella biogenesi del ribosoma. È chiaramente visibile un modello costituito da due motivi, osservabile per la maggior parte dei geni esaminati.

L'output grafico di scope rende questi tipi di pattern molto facili da individuare per l'utente. A differenza di molti altri strumenti di ricerca di motivi, scope non richiede all'utente di fare ipotesi sulla lunghezza del motivo o sui tipi di motivi che il programma dovrebbe cercare. Che tu sia un esperto o un principiante, scope offre la stessa interfaccia e fornirà gli stessi risultati per te.

Inoltre, la capacità di scope di individuare altri geni che potrebbero essere co-regolati con il set iniziale di geni fornisce nuove idee per esperimenti biologici. L'approccio basato su ensemble significa solitamente che scope restituirà i risultati più significativi e spesso con maggiore accuratezza rispetto ad altri software di ricerca di motivi. Tuttavia, non dimenticare che l'interprete finale dei risultati sei tu, lo scienziato della vita.

Indipendentemente da ciò che indica il computer, i risultati devono avere senso in termini di contesto biologico.