macでインフォマティクス

macでインフォマティクス

NGS関連のインフォマティクス情報についてまとめています。

Freiburg RNA tools

 

 RNA生物学は分子生物学および生物医学研究における重要なtopicである。biological systemsにおけるRNAの機能は e.g.,  病気のプロセスに関するイノベーション(1)からCRISPR-Casに基づく最近の遺伝子編集のイノベーション(2,3)に至るまで、複雑で範囲が広い。それらの配列および他の核酸またはタンパク質との相互作用を含む、核酸の分子特性を調べる広範囲のバイオインフォマティクスツールが開発されている。

ここでは、RNA-RNA相互作用の予測、配列解析(デザイン、スプライシング、多型)を含むRNA解析用のツール群、CRISPRサイトの分類を含む単一のプラットフォームであるFreiburg RNAツールwebserver(4)の大幅なアップデートを報告する 。現在、毎月約2500のジョブが処理されている。 RNA特有のツールに加えて、ウェブサーバは、education and teachingのためのインタラクティブアルゴリズム実装を提供する。

論文の以下では、一般的なWebサーバアーキテクチャの概要を示し、続いて機能サービスとその成功したアプリケーションの概要を示す。

 
Freiburg RNA Tools

http://rna.informatik.uni-freiburg.de

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 1、IntaRNA

 IntaRNAウェブサーバー(ref.4,8)は、提供されるサービスの中で最も人気がある。2RNA分子間の相互作用を調べる機能を提供している。最近、論文でベンチマークされた最先端の方法を使っており (paper link) 、クエリ/ターゲット配列間の予測に加えて、2010年の最初のリリース(ref.4)では利用できなかった原核生物のsmall RNA(sRNA)ターゲットのゲノムワイドスクリーンも提供している。

http://rna.informatik.uni-freiburg.de/IntaRNA/Input.jsp

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ncRNA-mRNA prediction example

output

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2、CopraRNA

CopraRNA (link)は、原核生物のsmall RNAターゲット予測のアルゴリズム(ref.7,9)(link)。偽陽性予測を有意に減少しながら系統で保存されたsRNAを特徴付ける(ref.10)。多様な細菌種を用いた多くの研究に適用されている(ref.11-18)。

http://rna.informatik.uni-freiburg.de/CopraRNA/Input.jsp

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使うには、最低3生物のホモロガスなsRNA配列をFASTA形式で与える必要がある。 名前はNCBI RefseqのNZ_* または NC_XXXXXXになっていなければならない。

IsaR1 target predictions on 19 cyanobacterial genomes. 

CopraRNA - Results

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3、GLASSgo

GLobal Automatic Small RNA Search goはsRNAのホモログを検出する(ref.20 pubmed)。反復的なBLASTn(21)検索と自動適応グラフベースのクラスタリングアルゴリズムが組み合わせられている。同定された同種のsRNA(FASTA)は、相互作用する系統樹で視覚化される。 RNAlien(ref.22)とInfernal(ref.23)の組み合わせやBLASTnのみのような関連ワークフローとは対照的に、GLASSgoは完全に自動化されており、技術的障壁が低くなっている。さらに、RNAlien + Infernalより約2桁高速である。GLASSgoを用いてsRNA OxySのホモログを徹底的に検出した研究が最近報告された(ref.24 pubmed)。 

http://rna.informatik.uni-freiburg.de/GLASSgo/Input.jsp

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IsaR1 from PCC6803

http://rna.informatik.uni-freiburg.de/GLASSgo/Result.jsp?toolName=GLASSgo&jobID=IsaR1_PCC6803

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4、metaMIR

metaMIR(ref.26)はmiRNA予測ツール。利用可能な多数のmiRNA予測ツールのデータを統合するために開発された。各アルゴリズムは、特定のmiRNAがメッセンジャーRNA(mRNA)を標的とする可能性を予測するための一連の特性に基づいている。 metaMIRは、これらの予測と、ゲノミクス、プロテオミクス、およびキュレーションされたデータベースから、検証されたmiRNAターゲッティング結果(規制の正と負の証拠)の独自に生成されたコレクションと組み合わせている。これは、陽性標的化の可能性(例えば、標的のmiRNAダウンレギュレーション)のスコアリングを可能にするだけでなく、他の標的遺伝子を標的としない選択された遺伝子を標的とするmiRNAのリストを改良するための非標的化を明示的に予測する。

http://rna.informatik.uni-freiburg.de/metaMIR/Input.jsp

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RNA構造予測ツール

5、LocARNA

は、複数のRNAのmultiple alignmentsおよび2時構造予測を行い、未知の構造を有する非コードRNAの比較分析を行う。

 

6、MARNA

複数のグローバルRNAアライメントを計算する(ref.32)。 

http://rna.informatik.uni-freiburg.de/MARNA/Input.jsp

論文参照。

7、ExpaRNA

ExpaRNAは、グローバルではなくローカルに高いシーケンスアライメントを示す部位を探すことによって、RNAの構造的なモチーフを予測する(ref.35)。

http://rna.informatik.uni-freiburg.de/ExpaRNA/Input.jsp

他にも様々なツールがある。

 

education

RNA関連アルゴリズム理解をサポートするために、インタラクティブJavascriptベースの基本的なメソッドと拡張メソッドのインタフェースが提供されている(ref.48)。

http://rna.informatik.uni-freiburg.de/Teaching/

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引用

Freiburg RNA tools: a central online resource for RNA-focused research and teaching
Raden M, Ali SM, Alkhnbashi OS, Busch A, Costa F, Davis JA, Eggenhofer F, Gelhausen R, Georg J, Heyne S, Hiller M, Kundu K, Kleinkauf R, Lott SC, Mohamed MM, Mattheis A1, Miladi M, Richter AS, Will S, Wolff J, Wright PR, Backofen R

Nucleic Acids Res. 2018 Jul 2;46(W1):W25-W29