JUMPn:プロテオミクスにおけるタンパク質共発現クラスタリングとネットワーク解析のための合理化されたアプリケーション

JUMPnソフトウェアのプロトコルは、定量的プロテオミクスデータの生物学的解釈を容易にすることを目的としています。このソフトウェアは、タンパク質全体を共発現クラスターの階層階層とタンパク質相互作用モジュールに編成することができます。特に、JUMPnソフトウェアは、共発現クラスタリング、経路濃縮、およびPPIモジュール検出の分析を合理化します。

ユーザーフレンドリーなインターフェースとデータとネットワークのインタラクティブな視覚化を提供します。プロテオームデータ解析全体におけるJUMPnの適用を実証することに成功しましたが、この方法は、ホスホプロテオミクス分析やアフィニティー精製質量分析からのインタクトームデータなど、他のデータタイプにも容易に拡張できます。JUMPnソフトウェアをセットアップするには、Webサイトからソースコードをダウンロードし、コマンドラインターミナルにソフトウェアをインストールします。

JUMPnソフトウェアを起動するには、端末で「cd execution」と入力して現在のディレクトリを実行フォルダに変更し、端末にテキストを入力してWebブラウザでJUMPnを起動します。JUMPnホームページで「解析開始」ボタンをクリックしてJUMPn解析を開始し、「解析開始」ページの左下隅にある「デモB細胞プロテオミクスデータのアップロード」ボタンをクリックして、データアップロード成功の通知を表示します。ページの右下隅にある [JUMPn 分析の送信] ボタンをクリックして、既定のパラメーターを使用してデモの実行を開始します。

進行状況バーは、分析の経過を示します。進行状況バーが満たされるまで待ちます。デモの実行が完了すると、成功の実行メッセージと結果フォルダへの絶対パスを含むダイアログボックスが表示され、[結果に進む]タブをクリックします。

ウェブページがWGCNAアルゴリズムによる共発現クラスタ結果にガイドしているので、ダイアログウィンドウの「結果の表示」をクリックして続行します。[結果ページ 1 WGCNA 出力] ページの左側で、タンパク質の共発現パターンを見つけ、[発現形式の選択] を使用して 2 つの図形式間を移動します。箱ひげ図はデフォルトで選択されます。

[トレンド]タブを選択してトレンドプロットを表示し、各線はサンプル全体の個々のタンパク質の存在量を表します。各線の色は、式パターンが共発現クラスターのコンセンサスにどの程度近いかを表します。WGCNA出力ページの右側には、Pathway Ontology Enrichment Heatmap"が表示されます。

ヒートマップでは、各クラスターの最も高度に強化された経路が一緒に表示されます。次に、ウェブページを下にスクロールして、個々のタンパク質の発現パターンを表示します。ドロップダウンボックスを使用して共発現クラスターを選択し、各クラスターのタンパク質を調べ、表の下の棒グラフが自動的に更新されてタンパク質の存在量を反映する表内の特定のタンパク質を選択します。

特定のタンパク質名については、表の右側にある「検索」ボックスを使用します。後で、上部の「結果ページ2 PPI出力」をクリックして、タンパク質間相互作用またはPPI結果を確認します。特定の共発現クラスターの結果を取得するには、「共発現クラスターの選択」タブをクリックします。

すべての図パネルの表示は、新しく選択されたクラスターに対して更新されます。左側の図パネルで、[グループで選択] ドロップダウン ボックスを使用し、ネットワーク内の個々の PPI モジュールを強調表示して、選択した共表現クラスターの PPI ネットワークを表示し、選択したネットワーク レイアウト形式ボックスに移動してネットワーク レイアウトを変更します。マウスとトラックパッドを使用して、PPIネットワークをズームインまたはズームアウトして、ネットワーク内の各ノードの遺伝子名を表示します。

ズームインしたら、特定のタンパク質を選択してクリックし、そのタンパク質とそのネットワーク近隣を強調表示します。ネットワークで、特定のノードをドラッグしてレイアウト内の位置を変更し、ネットワークレイアウトを再編成します。PPI結果ページの右側のパネルで、PPI結果の解釈を支援する共発現クラスターレベルの情報を調べます。

選択したクラスターの共表現パターンは、デフォルトで箱ひげ図として表示できます。「傾向」を選択して共発現パターンの傾向プロットを表示し、次に経路バープロットを選択して共発現クラスターの有意に富化された経路を経路円プロットで表示し、共発現クラスターの有意に富化された経路を円プロット形式で表示します。個々の PPI モジュール レベルで結果を表示するには、結果ページを PPI 出力 Web ページまで下にスクロールし、[モジュールの選択] ドロップダウン ボックスを展開して、表示する特定の PPI モジュールを選択します。

左側のパネルでPPIモジュールを表示し、前述のようにネットワークディスプレイを操作します。右側のパネルで、経路オントロジーのエンリッチメント結果を表示し、[経路注釈スタイルの選択]ドロップダウンボックスと[バープロット]タブにチェックマークを付けて、選択したPPIモジュールの大幅に強化された経路に関する詳細情報と表示を表示します。ティックサークルプロットは、選択されたPPIモジュールの有意に富化された経路を円プロットの形式で示し、ヒートマップを使用して有意に富化された経路および関連する遺伝子名を示す。

[表]タブに移動して、経路の名前、オントロジー用語、遺伝子名、フィッシャーの正確検定によるP値など、詳細な経路濃縮結果を表示します。結果ページの上部に印刷された絶対パスに従って、文書スプレッドシートの表を見つけます。JUMPnは、ユーザーフレンドリーなインターフェースのためにR光沢のあるプラットフォームで開発され、3つの主要な機能モジュールを統合しています。

共発現クラスタリング解析、経路エンリッチメント解析、PPIネットワーク解析。各分析結果は、R光沢のあるウィジェット機能を介して調整可能な状態で自動的に視覚化され、出版物テーブルおよびMicrosoft Excel形式として容易にダウンロードできます。PPI ネットワーク分析では、STRING、BioPlex、および Web IM データベースを組み合わせて複合 PPI ネットワークをコンパイルしました。

最終的にマージされたPPIネットワークは、1,100,000個のエッジを有する20,000以上のヒト遺伝子をカバーする。この包括的なインタラクトームは、敏感なPPI分析のためのJUMPnソフトウェアとのバンドルに含まれ、公開されています。共発現およびタンパク質相互作用ネットワークの両方を利用するネットワークベースのアプローチは、転写因子およびキナーゼにおける活性の推論のための追加の方法として使用することができる。