Summary
ITS2 데이터베이스는 phylogenetic의 추론을 동시에 고려하여 시퀀스 및 내부 베꼈는데 스페이서 2 차 구조를위한 작업대입니다. 이것은 정확한 주석, 구조 예측, 다중 시퀀스 구조의 정렬 및 빠른 나무 계산과 데이터 수집을 포함한다. 간단히 말해서,이 작업대는 몇 번의 클릭 첫번째로 phylogenetic 분석을 단순화합니다.
Abstract
내부 베꼈는데 스페이서 2 (ITS2)은 두 개 이상의 수십 년 동안 phylogenetic 표지로 사용되었습니다. ITS2 연구는 주로 매우 가변 ITS2 시퀀스에 초점로서, 그것은 단지 낮은 수준의 phylogenetics이 마커를 감금. 그러나 ITS2 순서와 고도 보존 이차 구조의 조합은 phylogenetic 해상도 1을 개선하고 종의 한계 2-8 포함한 여러 taxonomic 순위,에서 phylogenetic의 추론이 가능합니다.
ITS2 데이터베이스 9 정확 reannotated NCBI GenBank 11 10에서 내부 베꼈는데 스페이서 두 시퀀스의 완전한 세트를 제공합니다. 프로필 숨겨진 마르코프 모델 (HMMs)에 의해 주석에 이어, 각 시퀀스의 이차 구조를 예측하고 있습니다. 첫째, 그것은 배 12 (직통 배) 기준으로 최소 에너지 결과 여부 올바른 넷 나선형의 형태로 테스트됩니다. 이런 경우가 아닌 경우, 구조는상동 모델링 13으로 예측했다. 상동 모델링에서 이미 알려진 이차 구조가 다른 ITS2 시퀀스로 전송되며, 누구의 이차 구조는 직접적인 배에서 제대로 접을 수 없습니다.
ITS2 데이터베이스 스토리지 데이터베이스와 ITS2 순서 - 구조의 검색뿐만 아니라이다. 그것은 또한 주석, 구조 예측, 모티프 감지 및 통합 시퀀스 구조 정보에 대한 BLAST 검색을 포함하여 14 자신 ITS2 시퀀스를 처리하는 여러 가지 도구를 제공합니다. 또한, 그것은 4SALE 15,16의 손질 버전을 통합하여 18 나무 재건 가입 다중 시퀀스 구조 정렬 계산과 이웃을위한 17 ProfDistS. 이들은 순서와 이차 구조를 기반으로 phylogeny에 대한 시퀀스의 초기 설정에서 일관된 분석 파이프라인을 형성하고 있습니다.
간단히 말해서,이 작업대는 첫번째로 phylogenetic 분석을 단순화몇 마우스 클릭, 추가 도구 및 포괄적인 대규모 분석을위한 데이터를 제공함과 동시에.
Protocol
1. ITS2 시퀀스의 올바른 주석
- : 여기 ITS2 데이터베이스 phylogeny의 작업대 액세스 http://its2.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de을
- 섹션의 '주석 달기'아이콘을 클릭하여 분석을 시작 "도구." 다음 웹 사이트의 상단에있는 시퀀스 편집기로 시퀀스를 입력하거나 붙여 넣습니다. 시퀀스 편집기는 자동으로 ITS2 시퀀스 유효 여부 확인합니다.
- (식물에 대한 예 Viridiplantae)하여 시퀀스에 적합한 HMM 모델을 선택합니다.
- 클릭하여 프로세스를 시작 "주석 달기를."
- "잡종"아이콘을 유혹하여 당신이 흠 해설의 정확도 확인으로 5.8S와 28S rRNA 하이브리드의 이미지를 볼 수 있습니다.
- 이차 구조 예측의 방법을 선택하는 결과로 ITS2 시퀀스의 녹색 더하기 기호를 클릭하십시오 알려진 templat없이 구조를 예측하는전자는 클릭 '구조를 예측. " 당신 상동 모델링을 위해 자신의 템플릿을 사용하려면, "모델 구조"를 클릭하십시오.
2. 차 구조 예측
- 예측
- 주석 ITS2 순서가 자동 시퀀스 편집기에 붙여 넣어집니다.
- 기본 설정으로 이차 구조 예측을 시작하려면 "구조 예측 '버튼을 클릭하십시오.
- 녹색 더하기 기호를 클릭하여 데이터 풀로 모델 이차 구조를 포함하여 결과 ITS2 시퀀스를 저장하고 다음 "수영장에 추가." 또는 드래그 앤 드롭 (그림 1)를 통해 데이터 풀에 추가할 수 있습니다.
- 순서가 직접 접을 수 없었다면, 상동 모델링 최상의 결과가 표시됩니다. 드래그를 통해 시퀀스 구조 가장 적합한을 저장하고 데이터 풀에 놓습니다. 또한 다음 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고의 클릭으로 데이터 풀에 시퀀스 구조를 저장 "수영장에 추가."
- 사용자 모델링
- 입력하거나 붙여넣으 하나 또는 여러 개의 템플릿 (알려진 구조) 위쪽 시퀀스 편집기로.
- 입력하거나 붙여넣으 하나 또는 여러 대상 시퀀스 (구조없이) 낮은 시퀀스 편집기로.
- 기본 설정으로 상동 모델링을 시작하려면 "최고의 서식 파일 (들) 예측 '을 클릭하십시오.
- 최고의 템플릿 - 대상 조합은 결과 목록에 표시됩니다.
- 드래그하고 데이터 풀에 드롭을 통해 또는 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 발생한 클릭에 의한 중 원하는 순서 구조 (들) 모델로 저장 "수영장에 추가."
3. 모티프 검색
- 홈페이지 상단의 시퀀스 편집기에 쿼리 순서 (들)을 입력하거나 붙여 넣습니다.
- 올바른 HMM 모델 (식물에 대한 예 Viridiplantae)를 선택합니다. 3.3. 프로세스를 시작하려면 "Motif로 검색"을 클릭합니다.
- 강조 모티프로 ITS2 시퀀스는 illustra 있습니다사이트 하단의 테드.
- 이차 구조에 강조 모티브를 표시할 순서 머리글 옆에있는 아이콘을 클릭합니다.
4. 검색 및 찾아보기
- 검색
- 타입 taxon 이름이나 홈페이지 상단의 검색 필드에 GenBank 식별자 (GI) 중.
- taxon 이름으로 검색이 나타나지 라이브 검색창에 의해 지원됩니다.
- 당신의 쿼리를 쉼표로 분리하여 여러 검색을 수행할 수 있습니다.
- 검색을 실행하는 "검색"버튼을 클릭하십시오.
- 이 수는 새로운 탭에 나열되어 나타납니다.
- 특정 컬럼에 따라 결과를 정렬하려면 열 이름을 클릭합니다. 당신은 또한 열 메뉴로 원하는 열을 추가하거나 제거할 수 있습니다. 열 메뉴가 열 이름 이내에 나타나는 화살표 아이콘 클릭으로 입력할 수 있습니다.
- 시퀀스 구조에 대한 세부 정보를 보려면 "보기 세부 사항"을 클릭합니다. </ 리>
- 드래그하고 데이터 풀에 드롭을 통해 또는 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 발생한 클릭에 의한 중 원하는 순서 구조 (들)을 저장 "수영장에 추가."
- 외부 파일에 결과를 저장하려면, "선택 저장"을 클릭하거나 '모두 저장'을 클릭합니다.
- 찾아보기
- 웹사이트의 왼쪽에있는 트리 모양의 구조를 탐색하여 ITS2 데이터베이스를 찾습니다.
- 한 수준 낮은 taxa를 보려면 더하기 기호를 클릭합니다.
- taxon 각 시퀀스 구조를 포함하는 새 탭을 엽니다 taxon 이름을 클릭합니다.
- 시퀀스 구조 쌍에 대한 세부 정보를 보려면 "보기 세부 사항"을 클릭합니다.
- 드래그하고 데이터 풀에 드롭을 통해 또는 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 발생한 클릭에 의한 중 원하는 순서 구조 (들)을 저장 "수영장에 추가."
- 외부 파일에 결과를 저장하려면, "선택 저장"을 클릭하거나 '모두 저장'을 클릭합니다.
5. ITS2 생각나는
- 입력하거나 시퀀스 편집기에 하나 또는 여러 개의 쿼리 시퀀스를 붙여 넣습니다. 당신의 시퀀스도 일반 염기 서열 또는 서열 구조 쌍있을 수 있습니다. 당신도 하나의 시퀀스 아래 여러 이차 구조를 입력할 수 있습니다. 확인란을 선택하여 이러한 구조가 이후에 각각의 쿼리로 사용되는 "XXFASTA 시퀀스를 직렬화".
- 기본 설정으로 폭발을 시작하려면 클릭하십시오 "이었소." 일반 BLASTN 또는 ITS2 시퀀스 구조 분사하거나, 쿼리의 성격에 따라 수행됩니다.
- 하위 탭이뿐 실행된 검색에 대한 개요로서 "폭발 결과"에 게재 탭 내의 각 쿼리 순서에 대해 열립니다.
- 계산 폭발 정렬을 보려면 "보기 정렬 '을 클릭하십시오.
- 드래그하고 데이터 풀에 드롭을 통해 또는 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 발생한 클릭에 의한 중 원하는 폭발 조회수 저장 "수영장에 추가."
- 외부 파일에 결과를 저장하려면 "저장 선택을 클릭합니다"나"모두 저장합니다. "
6. 다중 시퀀스 구조 정렬
- 당신의 수영장에서 시퀀스의 개수에있는 돋보기 기호 바로 다음에 '데이터 세트를 관리 "다음을 클릭하여 데이터 풀 좀 봐. 또는 웹 사이트의 왼쪽 하단에있는 데이터 풀 로그인을 클릭하실 수 있습니다.
- 세부 사항을 보려면 데이터 수영장에서 시퀀스 구조 쌍을 클릭합니다.
- 당신의 수영장의 모든 시퀀스 구조 쌍의 배수 시퀀스 구조 정렬을 만들려면, "순서 및 구조."다음 "분석 데이터 세트"를 클릭하고
- 이제는 정렬의 그래픽 모드를 선택하도록 요청합니다. 당신의 정렬은 단지 몇 시퀀스가 포함되어 있으면 "아니오"를 클릭하여 슬림 모드를 거부 그렇지 않으면을 클릭하여 슬림 그래픽 모드를 선택 "예."
- 잠시 후, 귀하의 정렬이 새 탭 (그림 2)에 표시됩니다. 더욱이, 그것은 자동으로 데이터 풀에 저장됩니다.
- 당신을 저장하려면외부 파일에 대한 정렬을 클릭하십시오 "저장 정렬."
7. Phylogenetic 트리
- 당신의 다중 정렬의 나무를 가입 시퀀스 구조 기반의 이웃을 계산하려면 "분석 데이터 집합"을 클릭 다음 "이웃 가입."
- 결과 트리는 새 탭 (그림 3)에 설명된됩니다.
- 스크롤 막대와 함께 자유롭게하여 트리를 확장 "줌 트리."
- Reroot 노드 또는 나무의 잎사귀를 클릭하고 나서하여 트리 "이 노드에서 Reroot."
- 귀하의 데이터 풀에서 taxon를 제거하려면, 잎을 클릭하고 선택 "수영장에서이 노드를 제거합니다." 이제 다시 계산이 감소 taxon 샘플링하여 정렬 및 나무 수 있습니다.
- 외부 NEWICK 파일에 분석의 최종 결과로 phylogenetic 트리를 저장하려면 "저장 나무"를 클릭하십시오.
8. 추가 소프트웨어
- "소개이 웹 사이트"를 클릭 - 추가 알려 찾기 '도구'독립 실행형 도구 4SALE 및 ProfDistS 대한 ation.
- 정렬 및 ITS2 데이터베이스 웹 인터페이스에서 제공하는 이웃 가입 함수 게다가, 지금 여러 가지 새로운 기능, 보상 기준 변경 (CBCs)에 기초 예 종의 한계에 액세스할 수 있습니다.
9. 대표 결과
위에서 설명한 작업 흐름이 성공적으로 여러 오픈 액세스 조사 3,4에 적용되었습니다. 예제는 다음 링크를 통해 볼 수 있습니다 :
- http://www.plosone.org/article/info % 3Adoi의 % 2F10.1371 % 2Fjournal.pone.0016931
- http://www.biomedcentral.com/1756-0500/3/320
이러한 대규모 연구에서 우리는 Chlorophyta의 phylogeny뿐만 아니라 Hypnales (Bryophyta) W를 해결할 수 있었다ith 고해상도. 두 경우 모두 철저한 taxon 샘플링이 자동 4SALE 15,16으로 정렬 ITS2 데이터베이스 9에서 수집되었으며, 마지막으로 phylogenetic 트리로 ProfDistS 17 일까지 처리. 이러한 모든 단계에서 순서와 구조 정보는 동시에 사용 하였다. phylogenetic 백본에 대한 부트 스트랩 지원 ProfDistS의 독립 실행형 버전에서 사용할 프로필 이웃 가입 (PNJ) 19를 사용하여 달성되었다.
taxon 샘플링, 여러 시퀀스 구조 정렬 결국 phylogenetic 트리 계산 : 시퀀스 구조 쌍의 작은 세트 들어, 그림 1-3는 직접 새로운 ITS2 데이터베이스 작업대에서 이런 자동화된 워크플로우 5의 주요 단계를 설명합니다.
그림 1. 드래그 앤 드롭 당 Taxon 샘플링. 언제든지 시퀀스 또는 순서 - structur에서 전자 쌍은 드래그 앤 드롭을 통해 예를 들어, 데이터 풀에 추가할 수 있습니다. 다음은 시퀀스 구조는 드래그 및 보조 구조 예측 후 드롭을 사용하여 추가됩니다. 파란 타원은 시퀀스 구조는 데이터 풀에 떨어뜨린되는 영역을 표시한다. 이 이미지의 전체 크기 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2. 전체 그래픽 모드에서 다중 시퀀스 구조 정렬. 데이터 수영장에서 몇 시퀀스 들어, 전체 그래픽 모드가 선정되었습니다. 기지는 색, 기본 쌍 하나의 기본 또는 기본 쌍 브래킷을 클릭하여 빨간 동그라미로 강조 표시됩니다. 해당 이미지의 전체 크기 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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그림 3. 시퀀스 구조의 이웃 나무가 가입. 일곱 taxa 여러 시퀀스 구조 정렬에 대해 계산 자유롭게 확장 가능한 트리는 NEWICK 형식으로 저장할 수 있습니다.
Discussion
ITS2 데이터베이스 내부 베꼈는데 스페이서 두 시퀀스 구조 기반 phylogenetics에 대한 완전하고 완벽하게 작동 작업대입니다. 웹사이트는 매우 빠르고 직관적으로 운영하실 수 있습니다. ARB 20 Mobyle 21과 같은 다른 웹 기반 phylogeny의 workbenches만이 시퀀스 및 / 또는 합의 구조 정보에서 일할 수 있지만, ITS2 데이터베이스 9 동시에 각 taxon위한 시퀀스 및 개별 이차 구조를 고려합니다. 그러나, 웹 서버의 전산 용량의 제한으로 인해, 그것은 매우 큰 데이터 세트에 대해 각각 4SALE 15,16 및 ProfDistS 17, 18 계산을 가입 다중 정렬과 이웃에 대한 독립 실행형 도구를 사용하는 것이 좋습니다. 부트 스트랩을 계산하는 것은 복제 같은 기본적인 ITS2 시퀀스 구조의 phylogeny 워크플로 5 게다가, 이러한 도구는 프로필 이웃이 (PNJ) 19 또는 정화 가입, 몇 가지 추가 기능을 특징으로님의 한계는 보상 기준 변경 (CBCs) 8에 기초. 다운로드 및 자세한 정보를위한 "도구"섹션 - 그들은 "이 웹사이트에 관하여"를 통해 액세스할 수 있습니다. 4SALE 및 ProfDistS을 사용하기 위해서는 항상 파일이 올바른 형식으로 가져는 것이 필요합니다. 4SALE에 의해 처리될 샘플링 taxon는 결말이 있어야합니다. fasta 또는. TXT, ProfDistS에 대한 입력으로 시퀀스 구조 정렬 반면. xfasta로 끝나야합니다.
현재 ITS2 데이터베이스뿐만 아니라 관련 도구에서 phylogenetic 트리 재구성을위한 대체 방법을 구현하고 있습니다. 따라서, 시퀀스 구조 기반의 최대 간결 22 및 / 또는 최대 가능성 23과 같은 방법은 미래에 액세스할 수 있습니다.
Disclosures
관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.
Acknowledgments
우리는 진심으로 풍부하고 소중한 의견 ITS2 그룹 Biocenter, 뷔르츠부르크 대학에 감사드립니다. 자금 조달을 위해, 우리는 또한 독일 Forschungsgemeinschaft (교부금 Mu-2831/1-1 DFG)에 감사드립니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Internet access | Preferably high-speed | ||
| ITS2 Database9 | University of Warzburg | Website: http://its2.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de | |
| Software: 4SALE15,16 | University of Warzburg | Download: http://4sale.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de/ | |
| Software: ProfDistS17 | University of Warzburg | Download: http://profdist.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de/ |
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