31 Mayıs 2011
Ortak düzenlenmiş genlerin potansiyel düzenleyici motifleri tanımlamak için ileri düz ve sağlam bir yöntem sunulmuştur. KAPSAMI herhangi bir kullanıcı parametreleri ve düzenleyici sinyaller için mükemmel adaylar temsil eden döner motifleri gerektirmez. Gibi düzenleyici sinyallerinin belirlenmesi temel biyolojisini anlamak için yardımcı olur.
Aşağıdaki deneyin genel amacı, ortak düzenlenen gen setlerindeki potansiyel düzenleyici sinyalleri belirlemek ve bu sete fonksiyonel olarak ait olabilecek diğer genleri tanımlamaktır. Bu işlem, aday genlerin veya dizilerin bir listesinin scope algoritmasına gönderilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım olarak, yüksek puan alan motifleri belirlemek için analiz sonuçları incelenir.
Daha detaylı inceleme yapmak için bir veya daha fazla motif seçilir. Ardından, belirli bir motif için scope tarafından tanımlanan ek genler, orijinal gen setiyle birleştirilir ve daha fazla analiz sonucu elde etmek amacıyla yeniden scope'a gönderilir; böylece genişletilmiş yeni gen setindeki motif modelleri ortaya çıkarılır. Bu modeller, orijinal motif tanımlamasını doğrulamaya ve scope'a gönderilen orijinal genlerle birlikte ko-regüle olabileceği için daha fazla biyolojik araştırmaya dahil edilebilecek ek genlerin önerilmesine hizmet eder.
Bu yaklaşımın temel avantajı, diğer motif bulucuların aksine scope'un, her biri belirli bir motif türünü bulmak için tasarlanmış bir dizi farklı algoritmadan oluşan bir topluluk yaklaşımı kullanmasıdır. Ayrıca scope, kullanıcıyı motif uzunluğu veya bulunması beklenen motif sayısı gibi bilinmez bilgileri sağlamaya zorlamaz. Kullanıcı arayüzü son derece basittir ve regülatuar dizi bulma konusunda herhangi bir uzmanlık gerektirmez.
Bu sayede kullanıcımız, analizi oldukça basit ve kolay bir yolla gerçekleştirebilecektir. Scope çıktısı yüksek düzeyde grafiksel bir yapıya sahiptir; bu da sonuçları aldığınızda, kalıpları bulmanın ve ilginizi çeken motifleri belirlemenin çok sezgisel olduğu anlamına gelir. Başlamak için, birlikte düzenleniyor olabilecek genlerin isimlerinden oluşan bir liste hazırlayın.
Kapsam analizi için listeyi bir metin dosyası olarak kaydedin veya daha sonra kapsam kısmına yapıştırmak için panoya kopyalayın. Dosya, ek bilgi içermeksizin her satırda bir gen adı içermelidir. Web tarayıcısını başlatın ve buradaki URL'ye bağlanın.
Analizi gerçekleştirmek için scope'un ihtiyaç duyduğu bilgiler girilebilir. Tür açılır menüsünü kullanarak incelenecek türü seçiniz. Scope'un, meydana gelme arka plan frekanslarını hesaplamak için genomu referans alması nedeniyle doğru türün seçilmesi önemlidir.
Herhangi bir aday motif için, yukarı akış (upstream) dizilimi incelenmektedir. Genler arası (intergenic) veya sabit uzunluk (fixed length) seçeneklerinden birini seçmek için radyo düğmeleri kullanılır. Genler arası seçeneği, ilgilenilen gen ile bir önceki gen arasındaki tüm dizilimi analiz ederken; sabit uzunluk seçildiğinde, mevcut genin başlangıcından itibaren yukarı akış yönünde tam olarak belirtilen sayıda nükleotid incelenir.
Ardından, gen listesini veya hızlı bir diziyi gen listesi metin kutusuna yapıştırarak veya dosya seç düğmesine basarak ilgili dosyayı seçip, scope'a hangi gen setinin analiz edileceğini bildirin. Sonuçlar dahil edilmeli kısmı, scope'un analizine dahil etmesi için bir motif girmek amacıyla kullanılabilir ve belirli bir motif aranırken faydalıdır. Sayfanın sonundaki bölüm, analizle birlikte kaydedilecek bir e-posta adresi ve yorum girmek için kullanılabilir.
Eğer bu alan doldurulursa, sonuçları içeren web sayfasına geri yönlendiren bir bağlantı ile bir e-posta gönderilecektir. Kapsam parametreleri tanımlandığına göre, kapsam programının nasıl çalıştırılacağını göstermek için örnek arama düğmesi kullanılacaktır. Bu düğmeye basmak, manuel bir çalıştırma için tanımlanan tüm gerekli bilgileri otomatik olarak dolduracaktır.
Üç gen otomatik olarak girilir ve diğer alanlar için uygun seçimler yapılır. Bu üç gen, croce visier'de rekombinasyon yoluyla telomer bakımında rol oynar. Ek genler seçeneğinin işaretli tutulması, scope'un genomu taramasını ve orijinal gen setine eklendiğinde motif skorunda artışa neden olan bu upstream motifine sahip diğer genleri tanımlamasını sağlar.
Son olarak, sayfanın altındaki scope'u çalıştır düğmesine basarak analizi başlatın. Analiz çalıştırıldıktan sonra sonuçlar ekranda görünür. Sayfanın üst kısmında, scope kullanılarak bulunan motiflerle ilgili bilgileri içeren bir tablo yer alır.
İlk sütun, bulunan motiflerin bir listesini içerir ve küçük renkli kareler, aşağıda gösterilen grafiksel motif haritası için bir lejant görevi görür. Herhangi bir motifin görünürlüğü, renkli kutucuğa tıklanarak açılıp kapatılabilir. Diğer veri sütunları arasında; motifin tüm gen setindeki toplam görünüm sayısını belirten count, motifin anlamlılığını gösteren sig value, gönderilen genlerin en az bir örneğini içeren kısmını belirten coverage ve motifi tespit etmek için üç kapsam bileşeni algoritmasından hangisinin kullanıldığını bildiren algorithm yer almaktadır.
Listelenen motiflerden herhangi birine tıklandığında, kullanıcı o motifle ilgili ayrıntılı bilgilerin yer aldığı bir sayfaya yönlendirilir. Bu sayfada motif üç farklı şekilde temsil edilir: bir sekans logosu, bir konum ağırlık matrisi ve tüm motif örneklerinin konumları, zincirleri ve genleri ile birlikte listesi.
Sayfanın ilerleyen bölümlerinde, bu motifi içeren diğer genlerin aranmasına ilişkin sonuçlara dair ek ayrıntılar yer almaktadır. Bu durumda, motifi içeren 65 diğer gen saptanmış olup, bunların tamamı orijinal gen setine eklendiğinde SIG değerini iyileştirmiştir. "add check genes to search" butonuna basmak, kapsam kurulum sayfasına geri döndürecektir.
Bu genlerin orijinal gen setine eklenmesi ve parametre setinin bu örnekte daha önce kullanıldığı şekilde ayarlanmasıyla, orijinal üç gene ek olarak 10 gen daha eklenmiş olur. Bu motif için eklenen genlerin kapsam analizinin sonuçları burada gösterilmiştir. Orijinal üç gen, sonuçların en altında yer almaktadır.
Bu ek genlerinle ilgili upstream bölgesindeki motiflerin desenine bakıldığında, benzer oldukları açıkça görülmektedir. Orijinal motif, burada gösterilen setteki en yüksek skorlu motiftir; bu, ribozom biyogenezinde yer alan farklı bir gen setinin ek bir analiz sonucudur. İncelenen genlerin çoğunda görülebilen iki motiften oluşan bir desen açıkça belirgindir.
Scope'un grafik çıktısı, kullanıcının bu tür kalıpları çok kolay bir şekilde ayırt etmesini sağlar. Diğer birçok motif bulucunun aksine scope, kullanıcının motif uzunluğu veya programın ne tür motifler araması gerektiği konusunda tahminde bulunmasını gerektirmez. İster uzman ister yeni başlayan biri olun, scope aynı arayüze sahiptir ve sizin için aynı sonuçları sağlayacaktır.
Ek olarak, scope'un başlangıç gen setinizle birlikte ko-regüle olabilecek diğer genleri bulma yeteneği, biyolojik deneyler için yeni fikirler sunar. Topluluk (ensemble) yaklaşımı, scope'un genellikle en anlamlı sonuçları ve çoğu zaman diğer motif buluculardan çok daha doğru sonuçları döndüreceği anlamına gelir. Yine de unutmayın ki, sonuçların nihai yorumcusu yaşam bilimci olarak sizsiniz.
Bilgisayar ne derse desin, sonuçların biyolojik bağlam açısından mantıklı olması gerekir.
Bu makale, SCOPE algoritmasını kullanarak birlikte düzenlenen genlerde potansiyel düzenleyici motifleri belirlemek için sağlam bir yöntem sunmaktadır. Bu yaklaşım, kullanıcı tanımlı parametre ihtiyacını ortadan kaldırarak motif keşfini basitleştirmekte ve böylece biyolojik sistemlerdeki düzenleyici sinyallerin anlaşılmasını geliştirmektedir.
Keşif aşamasındaki biyofarma ekipleri, hedef doğrulamayı ve mekanistik risk azaltmayı desteklemek amacıyla gen eş-regülasyonunu yönlendiren düzenleyici motifleri tanımlamak için sağlam ve tarafsız araçlara ihtiyaç duyar. SCOPE'un topluluk motif bulma yaklaşımı, önceden motif varsayımlarına ihtiyaç duymadan düzenleyici elementlerin yüksek güvenilirlikle tespit edilmesini sağlayarak erken keşif aşamasındaki belirsizliği azaltır. Bu yetkinlik, ilgilenilen gen setlerinin temelini oluşturan düzenleyici ağları ortaya çıkararak öngörü güvenini artırır ve portföy önceliklendirmesine ışık tutar.
SCOPE, erken keşif ve öncü bileşik belirleme aşamalarının ara yüzünde entegre olarak, hipotez odaklı regülatuar motif analizine ve tekrarlayan gen seti rafinasyonuna olanak tanır.