Chimeric छोटे noncoding शाही सेना के लिए कम्प्यूटेशनल विश्लेषण ट्यूटोरियल: लक्ष्य शाही सेना अनुक्रमण पुस्तकालयों
Summary
यहां, हम विवो आरएनए: आरएनए इंटरैक्शन के अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले काइमेरिक आरएनए अनुक्रमण डेटा का विश्लेषण करने के लिए जैव सूचना विज्ञान पाइपलाइन की स्थापना और उपयोग का प्रदर्शन करने वाला एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं।
Abstract
छोटे नॉनकोडिंग आरएनए (एसएनसीआरएनए) के इन विवो जीन नियामक इंटरैक्शन की समझ, जैसे कि माइक्रोआरएनए (एमआईआरएनए ), उनके लक्ष्य आरएनए के साथ हाल के वर्षों में जैव रासायनिक दृष्टिकोणों द्वारा उन्नत किया गया है जो क्रॉस-लिंकिंग का उपयोग करते हैं स्एनसीआरएनए को पकड़ने के लिए बंधाव के बाद: चिमेरिक आरएनए और बाद में अनुक्रमण पुस्तकालयों के गठन के माध्यम से आरएनए इंटरैक्शन को लक्षित करें। जबकि काइमेरिक आरएनए अनुक्रमण से डेटासेट जीनोम-वाइड और miRNA भविष्यवाणी सॉफ्टवेयर की तुलना में काफी कम अस्पष्ट इनपुट प्रदान करते हैं, इस डेटा को सार्थक और कार्रवाई योग्य जानकारी में आसवित करने के लिए अतिरिक्त विश्लेषण की आवश्यकता होती है और जांचकर्ताओं को कम्प्यूटेशनल पृष्ठभूमि की कमी हो सकती है। यह रिपोर्ट हाल ही में ओपन-सोर्स सॉफ़्टवेयर टूल को स्थापित करने और लागू करने में एंट्री-लेवल कम्प्यूटेशनल जीवविज्ञानी का समर्थन करने के लिए एक ट्यूटोरियल प्रदान करती है: स्मॉल काइमेरिक आरएनए एनालिसिस पाइपलाइन (स्क्रैप)। प्लेटफ़ॉर्म आवश्यकताएँ, अपडेट, और पाइपलाइन चरणों की व्याख्या और प्रमुख उपयोगकर्ता-इनपुट चर में हेरफेर प्रदान किया जाता है। काइमेरिक आरएनए अनुक्रमण दृष्टिकोण से अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए जीवविज्ञानी के लिए एक बाधा को कम करने से नियामक एसएनसीआरएनए की खोज-आधारित जांच को स्प्रिंगबोर्ड करने की क्षमता है: कई जैविक संदर्भों में आरएनए इंटरैक्शन को लक्षित करें।
Introduction
छोटे नॉनकोडिंग आरएनए को भेदभाव और विकास, सिग्नल प्रोसेसिंग और रोग 1,2,3 जैसी विभिन्न प्रक्रियाओं में जीन के सूट से अभिव्यक्ति के समन्वय में उनकी पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल भूमिकाओं के लिए अत्यधिक अध्ययन किया जाता है। माइक्रोआरएनए (miRNAs) सहित जीन-नियामक छोटे नॉनकोडिंग आरएनए (एसएनसीआरएनए) के लक्ष्य टेप को सटीक रूप से निर्धारित करने की क्षमता, बुनियादी और अनुवाद संबंधी दोनों स्तरों पर आरएनए जीव विज्ञान के अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण है। miRNA बीज अनुक्रम और उसके संभावित लक्ष्यों के बीच प्रत्याशित पूरकता का फायदा उठाने वाले जैव सूचना संबंधी एल्गोरिदम का उपयोग अक्सर miRNA: लक्ष्य आरएनए इंटरैक्शन की भविष्यवाणी के लिए किया गया है। जबकि ये जैव सूचना एल्गोरिदम सफल रहे हैं, वे झूठे सकारात्मक और झूठे नकारात्मक परिणाम दोनों को भी परेशान कर सकते हैं, जैसा किकहीं और समीक्षा की गई है 4,5,6. हाल ही में, कई जैव रासायनिक दृष्टिकोणों को डिजाइन और कार्यान्वित किया गया है जो विवो sncRNA में स्पष्ट और अर्धमात्रात्मक निर्धारण की अनुमति देते हैं: विवो क्रॉसलिंकिंग द्वारा आरएनए इंटरैक्शन को लक्षित करें और एक एकल काइमेरिक आरएनए 4,5,7,8,9,10 बनाने के लिए एसएनसीआरएनए को अपने लक्ष्य में शारीरिक रूप से संलग्न करने के लिए एक बंधाव चरण को शामिल करने के लिए एक बंधाव चरण को शामिल करें . काइमेरिक आरएनए से अनुक्रमण पुस्तकालयों की बाद की तैयारी एसएनसीआरएनए के आकलन की अनुमति देती है: अनुक्रमण डेटा के कम्प्यूटेशनल प्रसंस्करण द्वारा आरएनए इंटरैक्शन को लक्षित करें। यह वीडियो छोटे काइमेरिक आरएनए विश्लेषण पाइपलाइन (स्क्रैप) नामक एक कम्प्यूटेशनल पाइपलाइन को स्थापित करने और उपयोग करने के लिए एक ट्यूटोरियल प्रदान करता है, जिसे एसएनसीआरएनए के मजबूत और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य विश्लेषण की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन किया गया है: चिमेरिक आरएनए अनुक्रमण पुस्तकालयों से आरएनए इंटरैक्शन को लक्षित करें6.
इस ट्यूटोरियल का एक लक्ष्य sncRNA के काइमेरिक आणविक readouts प्रदान जैव रासायनिक दृष्टिकोण के माध्यम से उत्पन्न डेटा के विश्लेषण के लिए बाधाओं को कम करके विशुद्ध रूप से भविष्य कहनेवाला जैव सूचना विज्ञान एल्गोरिदम पर अत्यधिक निर्भरता से बचने में जांचकर्ताओं की सहायता करना है: लक्ष्य आरएनए इंटरैक्शन। यह ट्यूटोरियल एक पाइपलाइन, स्क्रैप के उपयोग के माध्यम से प्रवेश स्तर के कम्प्यूटेशनल वैज्ञानिकों को मार्गदर्शन करने के लिए व्यावहारिक कदम और सुझाव प्रदान करता है, जो कि काइमेरिक आरएनए अनुक्रमण डेटा का विश्लेषण करने के लिए विकसित किया गया है, जिसे कई मौजूदा जैव रासायनिक प्रोटोकॉल द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है, जिसमें क्रॉसलिंकिंग, बंधाव और अनुक्रमण शामिल हैं संकर (क्लैश) और अंतर्जात अर्गोनॉट-बाउंड आरएनए के सहसंयोजक बंधाव- क्रॉसलिंकिंग और इम्यूनोप्रिपिटेशन (क्लियर-क्लिप)7,9।
स्क्रैप का उपयोग अन्य कम्प्यूटेशनल पाइपलाइनों की तुलना में काइमेरिक आरएनए अनुक्रमण डेटा के विश्लेषण के लिए कई फायदे प्रदान करता है6. एक मुख्य लाभ इसकी व्यापक व्याख्या और पाइपलाइन के भीतर अच्छी तरह से समर्थित और नियमित रूप से अद्यतन जैव सूचना संबंधी लिपियों के लिए कॉल-आउट का समावेश है, वैकल्पिक पाइपलाइनों की तुलना में जो अक्सर पाइपलाइन में चरणों के लिए कस्टम और / या असमर्थित स्क्रिप्ट पर भरोसा करते हैं। यह सुविधा स्क्रैप को स्थिरता प्रदान करती है, जिससे शोधकर्ताओं के लिए पाइपलाइन से परिचित होना और इसके उपयोग को अपने वर्कफ़्लो में शामिल करना अधिक सार्थक हो जाता है। स्क्रैप को एसएनसीआरएनए की चोटियों को कॉल करने में वैकल्पिक पाइपलाइनों को बेहतर प्रदर्शन करने के लिए भी प्रदर्शित किया गया है: आरएनए इंटरैक्शन को लक्षित करें और क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म कार्यक्षमता के लिए, जैसा कि पूर्व प्रकाशन6 में विस्तृत है।
इस ट्यूटोरियल के अंत तक, उपयोगकर्ता (i) स्क्रैप के लिए प्लेटफ़ॉर्म आवश्यकताओं को जानने और स्क्रैप पाइपलाइनों को स्थापित करने में सक्षम होंगे, (ii) संदर्भ जीनोम स्थापित करें और स्क्रैप के लिए कमांड लाइन पैरामीटर सेट करें, और (iii) पीक कॉलिंग मानदंडों को समझें और पीक कॉलिंग और पीक एनोटेशन करें।
यह वीडियो व्यावहारिक विस्तार से वर्णन करेगा कि आरएनए जीव विज्ञान का अध्ययन करने वाले शोधकर्ता कैसे कम्प्यूटेशनल पाइपलाइन, स्क्रैप को स्थापित कर सकते हैं और बेहतर तरीके से उपयोग कर सकते हैं, ताकि मैसेंजर आरएनए जैसे लक्ष्य आरएनए के साथ एसएनसीआरएनए इंटरैक्शन का विश्लेषण किया जा सके, चिमेरिक आरएनए-अनुक्रमण डेटा में से एक के माध्यम से प्राप्त किया गया जैव रासायनिक दृष्टिकोण अनुक्रमण पुस्तकालय की तैयारी।
स्क्रैप एक कमांड लाइन उपयोगिता है। आम तौर पर, नीचे दिए गए गाइड का पालन करते हुए, उपयोगकर्ता को (i) स्क्रैप (https://github.com/Meffert-Lab/SCRAP) डाउनलोड और इंस्टॉल करना होगा, (ii) संदर्भ जीनोम स्थापित करना और स्क्रैप चलाना, और (iii) पीक कॉलिंग और एनोटेशन करना होगा।
इस प्रक्रिया में कम्प्यूटेशनल चरणों का अधिक विवरण https://github.com/Meffert-Lab/SCRAP पर पाया जा सकता है। यह आलेख प्रवेश स्तर के कम्प्यूटेशनल कौशल के साथ जांचकर्ताओं को चिमेरिक आरएनए अनुक्रमण पुस्तकालय डेटासेट पर स्क्रैप को स्थापित, अनुकूलित और उपयोग करने की अनुमति देने के लिए सेटअप और पृष्ठभूमि की जानकारी प्रदान करेगा।
Protocol
Representative Results
Discussion
sncRNA के विश्लेषण के लिए स्क्रैप पाइपलाइन के उपयोग पर यह प्रोटोकॉल: लक्ष्य आरएनए इंटरैक्शन उन जांचकर्ताओं की सहायता के लिए डिज़ाइन किया गया है जो कम्प्यूटेशनल विश्लेषण में प्रवेश कर रहे हैं। ट्यूटोरियल…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम पाइपलाइन की स्थापना और कार्यान्वयन का वर्णन करने पर महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया के लिए बीएच पॉवेल और डब्ल्यूटी मिल्स IV सहित उपयोगी चर्चाओं के लिए मेफर्ट प्रयोगशाला के सदस्यों को धन्यवाद देते हैं। इस काम को ब्रूड फाउंडेशन पुरस्कार, मैरीलैंड स्टेम सेल रिसर्च फंड लॉन्च प्रोग्राम, ब्लॉस्टीन एंडोमेंट फॉर पेन रिसर्च एंड एजुकेशन अवार्ड, और एनआईएनडीएस RO1NS103974 और एनआईएमएच RO1MH129292 से एमकेएम द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| Genomes | UCSC Genome browser | N/A | https://genome.ucsc.edu/ or https://www.ncbi.nlm.nih.gov/data-hub/genome/ |
| Linux | Linux | Ubuntu 20.04 or 22.04 LTS recommended | |
| Mac | Apple | Mac OSX (>11) | |
| Platform setup | GitHub | N/A | https://github.com/Meffert-Lab/SCRAP/blob/main/PLATFORM-SETUP.md] |
| SCRAP pipeline | GitHub | N/A | https://github.com/Meffert-Lab/SCRAP |
| Unix shell | Unix operating system | bash >=5.0 | |
| Unix shell | Unix operating system | zsh (5.9 recommended) | |
| Windows | Windows | WSL Ubuntu 20.04 or 22.04 LTS |
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