Name: comprehensive workflow for the genome-wide identification and expression meta-analysis of the atl e3 ubiquitin ligase gene family in grapevine
Uploaded: 2017-12-22T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 40 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Comprehensive Workflow for the Genome-wide Identification and Expression Meta-analysis of the ATL E3 Ubiquitin Ligase Gene Family in Grapevine at JoVE.com

İş ortak proje 2014 (karakterizasyonu ATL gen ailesinin asma ve direnç Plasmopara viticolaonun tutulumu) çerçevesinde Verona Üniversitesi tarafından desteklenmiştir.

<ol>
	<li>Jaillon, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+grapevine+genome+sequence+suggests+ancestral+hexaploidization+in+major+angiosperm+phyla.">The grapevine genome sequence suggests ancestral hexaploidization in major angiosperm phyla.</a> Nature. 449 (7161), 463-467 (2007).</li><li>Adam-Blondon, A. -. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Genetics, Genomics, and Breeding of Grapes. , 211-234 (2011).</li><li>Chen, L., Hellmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+E3+Ligases:+Flexible+Enzymes+in+a+Sessile+World.">Plant E3 Ligases: Flexible Enzymes in a Sessile World.</a> Mol. Plant. 6 (5), 1388-1404 (2013).</li><li>Vierstra, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ubiquitin-26S+proteasome+system+at+the+nexus+of+plant+biology.">The ubiquitin-26S proteasome system at the nexus of plant biology.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 10 (6), 385-397 (2009).</li><li>Serrano, M., Parra, S., Alcaraz, L. D., Guzm&#225;n, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ATL+Gene+Family+from+Arabidopsis+thaliana+and+Oryza+sativa+Comprises+a+Large+Number+of+Putative+Ubiquitin+Ligases+of+the+RING-H2+Type.">The ATL Gene Family from Arabidopsis thaliana and Oryza sativa Comprises a Large Number of Putative Ubiquitin Ligases of the RING-H2 Type.</a> J. Mol. Evol. 62 (4), 434-445 (2006).</li><li>Aguilar-Hern&#225;ndez, V., Aguilar-Henonin, L., Guzm&#225;n, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diversity+in+the+Architecture+of+ATLs,+a+Family+of+Plant+Ubiquitin-Ligases,+Leads+to+Recognition+and+Targeting+of+Substrates+in+Different+Cellular+Environments.">Diversity in the Architecture of ATLs, a Family of Plant Ubiquitin-Ligases, Leads to Recognition and Targeting of Substrates in Different Cellular Environments.</a> PLoS One. 6 (8), e23934 (2011).</li><li>Guzm&#225;n, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+prolific+ATL+family+of+RING-H2+ubiquitin+ligases.">The prolific ATL family of RING-H2 ubiquitin ligases.</a> Plant Signal Behav. 7 (8), 1014-1021 (2012).</li><li>Grimplet, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+grapevine+gene+nomenclature+system.">The grapevine gene nomenclature system.</a> BMC Genomics. 15, 1077 (2014).</li><li>Prince, V. E., Pickett, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Splitting+pairs:+the+diverging+fates+of+duplicated+genes.">Splitting pairs: the diverging fates of duplicated genes.</a> Nat. Rev. Genet. 3 (11), 827-837 (2002).</li><li>Magadum, S., Nerjee, U., Murugan, P., Gangapur, D., Ravikesavan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+duplication+as+a+major+force+in+evolution.">Gene duplication as a major force in evolution.</a> J. Gen. 92 (1), 155-161 (2013).</li><li>Wang, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterns+of+Gene+Duplication+and+Their+Contribution+to+Expansion+of+Gene+Families+in+Grapevine.">Patterns of Gene Duplication and Their Contribution to Expansion of Gene Families in Grapevine.</a> Plant Mol. Biol. Rep. 31 (4), 852-861 (2013).</li><li>Fasoli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Grapevine+Expression+Atlas+Reveals+a+Deep+Transcriptome+Shift+Driving+the+Entire+Plant+into+a+Maturation+Program.">The Grapevine Expression Atlas Reveals a Deep Transcriptome Shift Driving the Entire Plant into a Maturation Program.</a> Plant Cell. 24 (9), 3489-3505 (2012).</li><li>. BLAST2.6.0 Available from: <a target="_blank" href="https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi">https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi</a> (2016)</li><li>. Vitis vinifera cv. Corvina gene expression Atlas Available from: <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/273383414_54sample_datamatrix_geneIDs_Fasoli2012">https://www.researchgate.net/publication/273383414_54sample_datamatrix_geneIDs_Fasoli2012</a> (2015)</li><li>. Sequence Read Archive (SRA) Available from: <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra">https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra</a> (2017)</li><li>Bolger, A. M., Lohse, M., Usadel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trimmomatic:+a+flexible+trimmer+for+Illumina+sequence+data.">Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data.</a> Bioinformatics. 30 (15), 2114-2120 (2014).</li><li>Langmead, B., Salzberg, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+gapped-read+alignment+with+Bowtie+2.">Fast gapped-read alignment with Bowtie 2.</a> Nat Meth. 9 (4), 357-359 (2012).</li><li>Anders, S., Pyl, P. T., Huber, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HTSeq-a+Python+framework+to+work+with+high-throughput+sequencing+data.">HTSeq-a Python framework to work with high-throughput sequencing data.</a> Bioinformatics. 31 (2), 166-169 (2015).</li><li>. Version 3.4.1 Available from: <a target="_blank" href="https://www.r-project.org/">https://www.r-project.org/</a> (2017)</li><li>Ritchie, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=limma+powers+differential+expression+analyses+for+RNA-sequencing+and+microarray+studies.">limma powers differential expression analyses for RNA-sequencing and microarray studies.</a> Nucleic Acids Res. 43 (7), e47 (2015).</li><li>Love, M. I., Huber, W., Anders, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moderated+estimation+of+fold+change+and+dispersion+for+RNA-seq+data+with+DESeq2.">Moderated estimation of fold change and dispersion for RNA-seq data with DESeq2.</a> Genome Biology. 15 (12), 550 (2014).</li><li>Ariani, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+characterisation+and+expression+profile+of+the+grapevine+ATL+ubiquitin+ligase+family+reveal+biotic+and+abiotic+stress-responsive+and+development-related+members.">Genome-wide characterisation and expression profile of the grapevine ATL ubiquitin ligase family reveal biotic and abiotic stress-responsive and development-related members.</a> Sci. Rep. 6, 38260 (2016).</li><li>Vitulo, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+deep+survey+of+alternative+splicing+in+grape+reveals+changes+in+the+splicing+machinery+related+to+tissue,+stress+condition+and+genotype.">A deep survey of alternative splicing in grape reveals changes in the splicing machinery related to tissue, stress condition and genotype.</a> BMC Plant Biol. 14 (1), 99 (2014).</li><li>Overbeek, R., Fonstein, M., D'Souza, M., Pusch, G. D., Maltsev, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+gene+clusters+to+infer+functional+coupling.">The use of gene clusters to infer functional coupling.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96 (6), 2896-2901 (1999).</li><li>Dalquen, D. A., Dessimoz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bidirectional+Best+Hits+Miss+Many+Orthologs+in+Duplication-Rich+Clades+such+as+Plants+and+Animals.">Bidirectional Best Hits Miss Many Orthologs in Duplication-Rich Clades such as Plants and Animals.</a> Genome Biol. Evol. 5 (10), 1800-1806 (2013).</li><li>Remm, M., Storm, C. E. V., Sonnhammer, E. L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+clustering+of+orthologs+and+in-paralogs+from+pairwise+species+comparisons1.">Automatic clustering of orthologs and in-paralogs from pairwise species comparisons1.</a> J. Mol. Biol. 314 (5), 1041-1052 (2001).</li><li>Kaduk, M., Sonnhammer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+orthology+inference+with+Hieranoid+2.">Improved orthology inference with Hieranoid 2.</a> Bioinformatics. 33 (8), (2017).</li><li>Cramer, G. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptomic+analysis+of+the+late+stages+of+grapevine+(Vitis+vinifera+cv.+Cabernet+Sauvignon)+berry+ripening+reveals+significant+induction+of+ethylene+signaling+and+flavor+pathways+in+the+skin.">Transcriptomic analysis of the late stages of grapevine (Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon) berry ripening reveals significant induction of ethylene signaling and flavor pathways in the skin.</a> BMC Plant Biol. 14, 370 (2014).</li><li>Juretic, N., Hoen, D. R., Huynh, M. L., Harrison, P. M., Bureau, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolutionary+fate+of+MULE-mediated+duplications+of+host+gene+fragments+in+rice.">The evolutionary fate of MULE-mediated duplications of host gene fragments in rice.</a> Genome Res. 15 (9), 1292-1297 (2005).</li><li>Filichkin, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+mapping+of+alternative+splicing+in+Arabidopsis+thaliana.">Genome-wide mapping of alternative splicing in Arabidopsis thaliana.</a> Genome Res. 20 (1), 45-58 (2010).</li><li>Quesada, V., Macknight, R., Dean, C., Simpson, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autoregulation+of+FCA+pre-mRNA+processing+controls+Arabidopsis+flowering+time.">Autoregulation of FCA pre-mRNA processing controls Arabidopsis flowering time.</a> EMBO J. 22 (12), 3142-3152 (2003).</li><li>Wong, D. C. J., Gutierrez, R. L., Gambetta, G. A., Castellarin, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+analysis+of+cis-regulatory+element+structure+and+discovery+of+motif-driven+gene+co-expression+networks+in+grapevine.">Genome-wide analysis of cis-regulatory element structure and discovery of motif-driven gene co-expression networks in grapevine.</a> DNA Res. 24 (3), 311-326 (2017).</li><li>Wong, D. C. J., Matus, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Constructing+Integrated+Networks+for+Identifying+New+Secondary+Metabolic+Pathway+Regulators+in+Grapevine:+Recent+Applications+and+Future+Opportunities.">Constructing Integrated Networks for Identifying New Secondary Metabolic Pathway Regulators in Grapevine: Recent Applications and Future Opportunities.</a> Front. Plant Sci. 8, 505 (2017).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Genomik dönemde, birçok gen aile derinden birkaç bitki türü karakterize. Bu bilgiler için ön fonksiyonel çalışmalar ve daha fazla bir ailenin farklı üyesi rolünü araştırmak için bir çerçeve sağlar. Bu bağlamda, bir adlandırma sistemi izin kaçınarak artıklık ve adları bağımsız olarak farklı genler için farklı araştırma gruplarınca atandığında ortaya çıkabilecek karışıklıklara bir aile, her üye benzersiz olarak tanıtmak için bir ihtiyaç da vardır.
Düşünceli dikkate sonra asma bilimsel topluluk adı asma Arabidopsis genler ile benzerlikler dayalı bir aile genlerinde kabul etti ve yeni gen aileler asma açıklamak için uygulanması gereken kurallar bir dizi kurulan, temelde nükleotit dizileri asma ve Arabidopsis aile üyeleri8arasında filogenetik karşılaştırılması başlayarak. Bu nedenle, zaten açıklamalı ve düzgün Arabidopsis içinde adlı tek gen asma adlandırma kullanılabilir. Grapevine ATL orthologues burada anlatılan Arabidopsis içinde tanımlanması için uygulanan yordamı yalnızca doğru asma gen aile adlandırma atanmasının gereksinimi karşılamak için bu nedenle gerçekleştirilmiştir. Yine de, diğer bitki türleri için alternatif yaklaşımlar bir seçenek olabilir. Örneğin, orthology orthologues daha fazla benzer iki tür gen çiftleri olarak tanımlandığı bir çift yönlü BLAST sayısı (BBH), kullanarak anlaşılmaktadır (Yani, en yüksek hizalama puanı ile) bir başkasına herhangi bir başka gen diğerinde için türler44. Ancak, bu yöntem bitki ve hayvan45' gibi birçok orthologues gen ikilenmesi, yüksek orandaki durumunda kaçırabilirsin. Ayrıca, ATL-encoding genler durumunda (prolin kalıntı da dahil olmak üzere) kesin ATL-tipi halka-H2 yapısı eksik genler BBH alabilir veya değil açıklamalı ve Arabidopsis ATLs olarak adlı genler. Evrimsel bir bakış açısından bu arama ilgili olabilir, ancak değil açıklamalı orthologues alınmasını asma ATL gen aile ek açıklama ve isimlendirme ve ATLs açıklamalı değil orthologues kapsamını yerine değil adı asma aile üyeleri için kullanılamaz. Başka bir ihtimal de olsa böyle iş akışları açıkça bilimsel topluluk tarafından tavsiye edilmez amino asit InParanoid46veya en son Hieranoid 247, kullanarak nükleotit dizileri yerine göre orthology anlaması için.
İfade meta-analiz, çalışma ve farklı kamuya veri kümesi depoları ifade veri birleştirmek için sistematik bir yaklaşım tanımlanabilir, paylaşılan ve farklı moleküler mekanizmaları koşulları çeşitli vurgulayarak sağlar. Böylece, birden çok büyük ölçekli transcriptomic deneyler gen ifade bilgi entegrasyonu böylece minimize deneyler aile fertleri ifade profilleri tanımlayarak bir gen aile karakterizasyonu artırabilir deney özgü faktörler ve sözde gen işlevinin daha sağlam bir varsayım belirli işlemlerde destekleyen etkisi. Ancak, farklı platformlara kendi sınırlamaları dikkate alınarak elde edilen ifade veri entegrasyonu Mikroarray veri kullanımı gerektirir. Örneğin, içinde asma Nimblegen Mikroarray peron, probesets dizesi temsil edilen karşılık gelen genler için önemli bir bölümünü (~ 13.000 genler) potansiyel çapraz hibridizasyon sorunları48var. Grapevine ATL aile söz konusu olduğunda, 15 genler böyle olay tarafından etkilenip etkilenmedikleri sınanmamıştır. Yine de, Cramer ve ark. tarafından anlatıldığı gibi 48, son derece benzer gen aile üyeleri aynı prob tarafından çapraz tanımlaması ifadede özel koşullar, sadece tek bir gen ama iki yüksek sıra paylaşımı daha fazla genlerle ilgili ilginç bilgiler sağlayabilir benzerlik ve böylece potansiyel olarak paylaşım hedefleri ve işlevleri. Başka bir olası sorunu Mikroarray veri kümeleri için ilgili çok duyarlı değildir Mikroarray platformlarının ifade algılama sınırıdır. Her ikisi de çözmek için endişeleri, i.e., çapraz-hibridizasyon ve sinyal duyarlılık, olası bir çözüm sadece RNAseq ifade veri kümeleri dikkate almak olabilir. Ancak, RNAseq verilerin birçok farklı çalışmalar çok büyük veri kümeleri meta-analizi son derece zaman alıcı olabilir ve birçok Hesaplamalı kaynakları ve yüksek uzmanlık gerektiriyor olabilir.
Yaklaşım burada ayrıntılı olmayı hedefleyen sunulan rağmen kesinlikle daha fazla olabilir diğer analizler ile tamamlanmaktadır. İlk olarak, moleküler evrim ve filogenetik ilişki bitkilerde gen aile üyeleri arasında daha fazla elde etmek için Filogenetik analizi kullanarak birden fazla sıra hizalamaları aile üyelerinin bir filogenetik ağaç bina uzun olabilir birçok bitki türü üzerinden. Ks değerleri belirlenerek aile genleri, eş anlamlı ve eşanlamlı ikame oranlarında bir tahmin sırasında evrim, evrim zamanı hesaplamak mümkündür (eşanlamlı site başına eşanlamlı oyuncu değişikliği sayısı bir verilen zaman dönem) ve Ka (aynı döneminde eşanlamlı site başına nonsynonymous oyuncu değişikliği sayısı). Ka/Ks oranı sapma onların atalarından sonra gene çoğaltma olayları mekanizmaları anlaması için kullanılır. Ka/Ks değeri = 1 öneriyor tarafsız seçimi, bir Ka/Ks değerini &#60; 1 öneriyor seçimi ve Ka/Ks değeri arındırıcı &#62; 1 pozitif seçim49öneriyor. Ayrıca, gen yapısı analiz intron varlığı ortaya koyarsa, geni aile karakterizasyonu daha fazla alternatif Uçbirleştirme türevleri algılama için genişletilebilir. Nitekim, RNA-seq verilerden farklı dokular, stres koşulları ve genotip43, 21 (Toplam 96) derin bir anketin temel ATLs güçlü potansiyel sayısı 2 ila 16 arasında değişen bu ATLs için (bkz: izoformlarının ile alternatif yapıştırma olayları için adaylar Ek tablo 1). Alternatif transkript sık amino asit serilerinde değişir protein izoformlarının üretmek ve bu değişiklikler proteinlerin hücresel özellikleri değiştirebilir ve ince modülasyon gen ürünü işlevinin değişiklikler dökülmesine neden olabilir. Bu nedenle, önemli bitki işlevler stres tepkisi, hastalık direnci, fotosentez ve çiçekli50,51alternatif yapıştırma olayları dahil edilmiştir.Sözde CISiçerir ATL gen düzenleyici bilgi entegrasyonu-düzenleyici elemanlarının52 veya molekülleri (örneğin, mikroRNA ve uzun kodlamayan RNA) potansiyel hedefleme ATLs53 bulma de takviye için karmaşık moleküler düzenleme ve asma ATLs etkileşiminin sistem anlayışlar ortaya koyuyor.
Sonuç olarak, yanı sıra yeni bir gen aile içinde bir bitki türü tanımlamak için uygulanacak yönergeleri analizleri seçimi yapılması için esas olarak bilimsel topluluk kuralları yanı sıra gene aile kimlik kapsamını tarafından tahrik edilmektedir. Bilgiler kümesi sömürecek, mümkün sonraki soruşturma adımları unutmayın ki gene evrim bitki türleri, genom yapısı açıklamasını veya güvenilir seçim adayları arasında işlevsel içeren arasında çalışmalar.

Son on yılda, asma genomik çok araştırma yapılmıştır. Grapevine araştırma meyve geliştirme ve odunsu bitkilerin yanıt-e doğru biyotik ve abiyotik stres için bir model haline gelmiştir tanınan bir ekonomik olarak uygun ürün var. Bu bağlamda, Vitis vinifera cv. PN40024 genom 20071 ve onun güncelleştirmek yorum 20112 serbest bırakılması için "Omics" ölçekli veri hızlı bir birikimi ve yüksek üretilen iş çalışmaların bir patlama yol açtı. Yayımlanmış sıra verilere dayanarak, kapsamlı bir analiz (genellikle korunmuş motifleri, yapısal ve/veya fonksiyonel benzerlikler ve evrimsel ilişkilerini paylaşımı proteinlerin oluşan) bir verilen gen ailesinin şimdi yapılabilir ortaya çıkarmak için onun Moleküler işlevler, evrim ve gen ifade profilleri. Bu analizler nasıl gen aileler bir genom geneli düzeyinde fizyolojik süreçleri kontrol anlamak için katkıda bulunabilir.
Bitki yaşam döngüsü birçok açıdan Ubikuitin-aracılı bozulması normal hücresel süreçler sağlamak için ince ayarlı bir ciro gerektirir anahtar proteinlerin tarafından düzenlenmektedir. Önemli bileşenleridir Ubikuitin-aracılı bozulma sürecinin E3 Ubikuitin ligazlar, hangi sistem esneklik, belirli hedefleri3alımı sayesinde sorumludur. Buna göre bu enzimlerin büyük gen ailesi, Arabidopsis thaliana genom4, belirli hedef proteinler ubiquitination için oyunculuk her E3 Ubikuitin ligaz öngörülen yaklaşık 1.400 E3 ligaz kodlama genler ile temsil eder. Substrat özgü ubiquitination tesislerinde hücresel yönetmelikte önemi rağmen nasıl ubiquitination yolu düzenlenir hakkında az şey bilinmektedir ve hedef proteinler sadece birkaç durumda tespit edilmiştir. Böyle özgüllük ve düzenleme mekanizmaları deşifre ilk kimlik ve özellikle sistemin farklı bileşenlerinin karakterizasyonu E3 ligazlar kullanır. Ubikuitin ligazlar arasında ATL alt familya 91 üye bir yüzük-H2 parmak etki alanı5,6, bazıları savunma ve hormon yanıt-e doğru7' rol görünen A. thaliana tanımlanan karakterizedir.
Yeni bir gen aile üyelerini tanımlamak için ilk önemli adım fikir birliği motifleri, anahtar etki alanları ve protein dizi özellikleri gibi aile özellikleri kesin tanımıdır. Nitekim, patlama analize dayalı tüm gen aile üyeleri güvenilir alınmasını etki alanlarındaki belirli protein protein işlevi/etkinlik, protein imza olarak hizmet veren sorumlu bazı zorunlu serisi özellikleri gerektirir. Bu önceki diğer bitki türleri aynı gen ailesinde karakterizasyonu tarafından kolaylaştırdı veya farklı genler putatively ortak sıraları ayırmak için farklı bitki türü içinde aynı aileye ait analiz ederek elde. Aile üyeleri daha sonra tek tek uluslararası konsorsiyum tarafından verilen bitki türleri için yerleşmiş ortak kurallarına adlandırılabilir. Grapevine içinde Örneğin, süper adlandırma V. vinifera ve A. thaliana dahil olmak üzere bir filogenetik ağaç inşaatı kurulması Komitesi üzüm Gene ek açıklama (sNCGGa), için öneriler gibi işlem tabi tutulur gen ek açıklama izin vermek için gen aile üyeleri üzerinde nükleotit dizileri8dayalı.
Kromozom yerelleştirme aile üyeleri ve gen çoğaltma anket izin bütün-genom veya tandem yinelenen genler varlığı vurgulayarak. Bu tür bilgiler bir işlevsel artıklık göstermek veya farklı durumlarda, Yani, Sigara functionalization, neo-functionalization veya alt functionalization9ortaya beri sözde gen fonksiyonları, çözülmeye yararlı görünür. Genetik yenilik, değişen ortamlar10bitki adaptasyon için yeni hücresel bileşenleri sağlama oluşturmak önemli olaylar her iki neo - ve alt - functionalization vardır. Özellikle, mükerrer atalarının genlerinin ve üretim yeni genlerin asma genom evrimi sırasında çok sık ve proksimal ve tandem mükerrer asma kaynaklanan yeni kurulan genler daha yeni üretmek olasılığı işlevleri11.
Gen aile işlevi deşifre başka bir önemli faktör transcriptomic profilidir. Transcriptomic veri çok büyük miktarda erişimlerini ortak veritabanları kullanılabilirliğini böylece sözde işlevleri büyük ölçekli silico ifade analizleri kullanarak gen aile üyelerine atamak için yararlanılabilir. Nitekim, bazı genler belirli bitki organlarında veya yanıt olarak bazı gerilmeler tuhaf ifade tanımlanmış koşullarında ilgili proteinlerin sözde rolleri ile ilgili bazı ipuçları vermek ve mümkün hakkında hipotezler destek vermek alt functionalization yinelenen genlerin farklı sorunlara yanıt vermek için. Bu amaçla, çeşitli veri kümeleri dikkate almak önemlidir: Bu zaten mevcut gen ifade matrisleri, genom-wide transcriptomic atlas asma organlar ve gelişim aşamalarında12, gibi olabilir ya da özel tarafından inşa edilebilir transcriptomic veri kümeleri için tanımlanmış stresleri tabi belirli bitki türleri için alınıyor. Ayrıca, iki matrisi kullanarak basit bir yaklaşım, bir ikili benzerlik verilerle ve ikili işbirliği ifade katsayıları ile diğer bir sıra benzerlik ve ifade desenleri bir gen ailesi içinde arasındaki ilişkileri değerlendirmek için uygulanabilir.
Bu çalışmanın amacı, gen yapısı, korunmuş protein motifleri, kromozom konumu, gen Mükerrer ve ifade desenleri, de protein fosforilasyon ve yerelleştirme siteleri ulaşmak için tahmini tanımlayan genel bir yaklaşım sağlamaktır bir bitkilerde gen aile ayrıntılı karakterizasyonu. Geniş kapsamlı bir yaklaşım burada ATL E3 Ubikuitin ligaz aile asma karakterizasyonu uygulanır. Göre ortaya çıkan rolü önemli hücresel işlemleri7düzenlenmesinde ATL alt familya üyelerinin bu eser de fonksiyonel çalışmalar için güçlü adaylar belirlenmesine yardımcı ve sonunda yöneten moleküler mekanizmaları unravel Bu önemli ürün kendi ortamına adaptasyonu.

<table><tbody><tr><td>Personal computer</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)</td><td></td><td></td><td>https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi</td></tr><tr><td>Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA)</td><td></td><td></td><td>http://www.megasoftware.net/</td></tr><tr><td>Motif-based sequence analysis tools (MEME)</td><td></td><td></td><td>http://meme-suite.org/</td></tr><tr><td>Geneious</td><td>Biomatters Limited</td><td></td><td>http://www.geneious.com/</td></tr><tr><td>ProtParam Tool</td><td></td><td></td><td>http://web.expasy.org/protparam/</td></tr><tr><td>ngLOC</td><td></td><td></td><td>http://genome.unmc.edu/ngLOC/index.html</td></tr><tr><td>TargetP v1.1 Server</td><td></td><td></td><td>http://www.cbs.dtu.dk/services/TargetP/</td></tr><tr><td>Protein Prowler</td><td></td><td></td><td>http://bioinf.scmb.uq.edu.au:8080/pprowler_webapp_1-2/</td></tr><tr><td>MUsite</td><td></td><td></td><td>http://musite.sourceforge.net/</td></tr><tr><td>Pfam</td><td></td><td></td><td>http://pfam.xfam.org/</td></tr><tr><td>TMHMM Server v. 2.0</td><td></td><td></td><td>http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/</td></tr><tr><td>ProtScale</td><td></td><td></td><td>http://web.expasy.org/protscale/</td></tr><tr><td>Grape Genome Database (CRIBI)</td><td></td><td></td><td>http://genomes.cribi.unipd.it/grape/</td></tr><tr><td>PhenoGram</td><td></td><td></td><td>http://visualization.ritchielab.psu.edu/phenograms/plot</td></tr><tr><td>MCScanX</td><td></td><td></td><td>http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/</td></tr><tr><td>Interactive Tree Of Life (iTOL)</td><td></td><td></td><td>http://itol.embl.de/</td></tr><tr><td>UniProt</td><td></td><td></td><td>http://www.uniprot.org/</td></tr><tr><td>Phylogeny.fr</td><td></td><td></td><td>http://www.phylogeny.fr/index.cgi</td></tr><tr><td>MUSCLE</td><td></td><td></td><td>http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/muscle/</td></tr><tr><td>Gblocks Server</td><td></td><td></td><td>http://molevol.cmima.csic.es/castresana/Gblocks_server.html</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;Vitis vinifera&lt;/em&gt; cv. Corvina gene expression Atlas datamatrix</td><td></td><td></td><td>https://www.researchgate.net/publication/273383414_54sample_&lt;br /&gt;datamatrix_geneIDs_Fasoli2012</td></tr><tr><td>Multi Experiment Viewer (MeV)</td><td></td><td></td><td>http://mev.tm4.org/#/welcome</td></tr><tr><td>Sequence Read Archive (SRA)</td><td></td><td></td><td>https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra</td></tr><tr><td>R</td><td></td><td></td><td>https://www.r-project.org/</td></tr><tr><td>EMBOSS Needle (EMBL-EBI)</td><td></td><td></td><td>http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/</td></tr></tbody></table>

comprehensive workflow for the genome-wide identification and expression meta-analysis of the atl e3 ubiquitin ligase gene family in grapevine

Sınıflandırma ve genlerin bir aile adlandırma önemli ölçüde kodlanmış protein çeşitliliği açıklaması ve aile işlevleri sıra motifler veya belirli gibi çeşitli özelliklerini temel alan tahmin katkıda bulunabilir translasyon modifikasyon ve farklı koşullarda aile üyelerinin ifade profil için siteler. Bu eser gen aile karakterizasyonu için detaylı bir protokolünü açıklar. Burada, yordamı Arabidopsis Tóxicos Levadura içinde (ATL) E3 Ubikuitin ligaz aile asma karakterizasyonu uygulanır. Aile üyeleri, gen yerelleştirme, yapısı ve çoğaltma karakterizasyonu, korunmuş protein motifleri analiz, protein fosforilasyon ve yerelleştirme siteleri tahmin genom çapında tanımlaması yöntemleri içerir yanı sıra gen ifadesi farklı DataSet'lerdeki aile arasında profil oluşturma. Deneysel amaçlar bağlı olarak daha fazla analiz için uzun olabilir, gibi işlem herhangi bir gen aile içinde kendileri için genomik veri kullanılabilen herhangi bir bitki türü için uygulanabilir ve ilginç adayları tanımlamak için değerli bilgiler sağlar fonksiyonel çalışmalar için bitki adaptasyon çevreleri için moleküler mekanizmaları anlayışlar veren.

En çok benzeyen A. thaliana ATL2 (At3g16720) BLASTp arama aracılığıyla kullanıldı olarak sonda asma genom ATL aile uyeleri anket için tanımlanan VIT_05s0077g01970 gen (V. vinifera cv Pinot Noir PN40024). Birkaç döngüleri sonra sözde genlerin asma ATL gen ailesine (şekil 1A) ait bir liste açığa PSI-BLAST analiz yakınsadı. Kurallı yüzük-H2 etki alanı her aday için varlığı kas diziliş analizi (şekil 1B) tanımlanan tüm kayıtların görsel denetim tarafından incelendi. Sadece düzgün aralıklı korunmuş amino asitler, iki histidin kalıntıları, aynı zamanda üçüncü sistein önce prolin kalıntı içeren genler Arabidopsis5orijinal ATL tanımına göre ATLs kabul edildi. Toplam 96 asma genlerin koşulları yerine getirmek ve daha fazla karakterizasyonu için kabul edildi. ATL aile bireylerinin gen ve karşılık gelen kodlanmış protein, Yani, yüzük-H2, yanı sıra diğer bilinen etki alanları veya hidrofobik transmembran zengin bölgeleri, hücre altı varlığı belirli özelliklerini tanımlamak için analiz edildi Yerelleştirme ve sözde fosforilasyon siteleri (Tablo 1 ve Tablo 2).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56626/56626fig1.jpg"> 
Şekil 1: PSI-BLAST anket ve sözde asma ATLs hizalamasını. (A)Screenshot protein serisini VIT_05s0077g01970 yem olarak kullanan ilk PSI-BLAST yineleme arama top 10 hits. Yüzük-H2 etki ve karşılık gelen LOGO gösteren sözde ATLs elde edilen moleküler biyoloji suite kullanarak 96 seçili asma hizalamasını bölümünü (B) ( Tablo malzemelerigörmek). 42altında bir Creative Commons Attribution 4.0 Uluslararası Lisans lisanslı Ariani vd üzerinden çoğaltılamaz.<a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56626/56626fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="2">Adı</td>
			<td colspan="2">Gene kimliği</td>
			<td>Gene uzunluğu (bp)</td>
			<td>İntron sayısı</td>
			<td>UniProt kimliği</td>
			<td>Protein uzunluğu (aa)</td>
			<td>Yüzük-H2 motifi</td>
			<td>TM/H etki alanı sayısı</td>
			<td>Diğer etki alanları</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL3</td>
			<td colspan="2">VIT_09s0002g00220</td>
			<td>1245</td>
			<td>0</td>
			<td>F6HXK6</td>
			<td>304</td>
			<td>PxC</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL4 [VviRHX1A]</td>
			<td colspan="2">VIT_15s0021g00890</td>
			<td>1827</td>
			<td>3</td>
			<td>D7SM36</td>
			<td>203</td>
			<td>PxC</td>
			<td>0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL18</td>
			<td colspan="2">VIT_11s0118g00780</td>
			<td>1113</td>
			<td>2</td>
			<td>F6HCI8</td>
			<td>193</td>
			<td>PC</td>
			<td>0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL23a</td>
			<td colspan="2">VIT_18s0001g01060</td>
			<td>935</td>
			<td>0</td>
			<td>F6H0E4</td>
			<td>114</td>
			<td>PxC</td>
			<td>0,5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL23b</td>
			<td colspan="2">VIT_18s0001g01050</td>
			<td>399</td>
			<td>0</td>
			<td>E0CQX3</td>
			<td>132</td>
			<td>PxC</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL24</td>
			<td colspan="2">VIT_17s0000g06460</td>
			<td>4466</td>
			<td>4</td>
			<td>D7SI89</td>
			<td>217</td>
			<td>PxC</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL27</td>
			<td colspan="2">VIT_00s0264g00020</td>
			<td>2554</td>
			<td>4</td>
			<td>D7T1R5</td>
			<td>235</td>
			<td>PxC</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL43</td>
			<td colspan="2">VIT_11s0052g00530</td>
			<td>1576</td>
			<td>2</td>
			<td>D7SQD9</td>
			<td>457</td>
			<td>PxC</td>
			<td>3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL54a</td>
			<td colspan="2">VIT_18s0001g06640</td>
			<td>3221</td>
			<td>1</td>
			<td>F6H0Y5</td>
			<td>405</td>
			<td>PxC</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL54b</td>
			<td colspan="2">VIT_03s0017g00670</td>
			<td>2774</td>
			<td>1</td>
			<td>F6HTI0</td>
			<td>427</td>
			<td>PxC</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL55 [VviRING1]</td>
			<td colspan="2">VIT_07s0191g00230</td>
			<td>1844</td>
			<td>0</td>
			<td>F6HRP9</td>
			<td>372</td>
			<td>PxC</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL63</td>
			<td colspan="2">VIT_06s0004g06930</td>
			<td>804</td>
			<td>0</td>
			<td>D7SJU6</td>
			<td>267</td>
			<td>PxC</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL65</td>
			<td colspan="2">VIT_03s0063g01890</td>
			<td>2068</td>
			<td>0</td>
			<td>F6HQI8</td>
			<td>396</td>
			<td>PxC</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL82</td>
			<td colspan="2">VIT_01s0026g02540</td>
			<td>820</td>
			<td>0</td>
			<td>F6HPQ9</td>
			<td>233</td>
			<td>PC</td>
			<td>0,5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL83</td>
			<td colspan="2">VIT_17s0000g08400</td>
			<td>1887</td>
			<td>0</td>
			<td>F6GSQ4</td>
			<td>143</td>
			<td>PC</td>
			<td>0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL84</td>
			<td colspan="2">VIT_06s0004g00120</td>
			<td>1853</td>
			<td>0</td>
			<td>F6GUP5</td>
			<td>368</td>
			<td>PC</td>
			<td>0,5</td>
			<td>ZF-RING_3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL85</td>
			<td colspan="2">VIT_12s0034g01400</td>
			<td>786</td>
			<td>0</td>
			<td>F6H965</td>
			<td>261</td>
			<td>PC</td>
			<td>0,5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL86</td>
			<td colspan="2">VIT_12s0034g01390</td>
			<td>1434</td>
			<td>1</td>
			<td>D7T016</td>
			<td>451</td>
			<td>PC</td>
			<td>0,5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL87</td>
			<td colspan="2">VIT_18s0001g03270</td>
			<td>1002</td>
			<td>0</td>
			<td>F6H0T2</td>
			<td>333</td>
			<td>PC</td>
			<td>0,5</td>
			<td>ZF-RING_3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">VviATL88</td>
			<td colspan="2">VIT_08s0040g00590</td>
			<td>1320</td>
			<td>0</td>
			<td>F6HQR2</td>
			<td>314</td>
			<td>PC</td>
			<td>0</td>
			<td>ZF-RING_3</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tablo 1: ilk 20 VviATL genler ve sıralı özelliklere karşılık gelen proteinlerin. TM: transmembran; H: hidrofobik; 0,5 bir veya daha fazla hidrofobik bölgeler varlığını gösterir. 42altında bir Creative Commons Attribution 4.0 Uluslararası Lisans lisanslı Ariani vd üzerinden çoğaltılamaz.
<img alt="Table 2" src="/files/ftp_upload/56626/56626table2.jpg"> 
Tablo 2: ilk 20 hakkında ayrıntılı bilgi VviATL Gen bulunduğu V. vinifera genom, çoğaltma durumu ve ATL protein FİZİKO-kimyasal özellikleri ve konumları. (bir) fosforilasyon sitelerin sayısı Musite tarafından öngörülen; (b) benzer Öngörüler ile en az iki yazılım elde olan vurgulanır kalın olarak; TargetP v1.1 ve Protein Avcı gemi hücre altı yerelleştirme olasılık 0,5 bir cut-off kullanıldı ise ngLOC varsayılan ayarlarla kullanıldı. NUC, çekirdeği; MIT, mitokondri; CHL, kloroplast; PLA, plazma zarı; S, salgı yolu (sinyal peptid varlığı); M, mitokondri; C, kloroplast; O ya da -, diğer yerlerde; nd, tespit (Yani, değerin eşik altında). 42altında bir Creative Commons Attribution 4.0 Uluslararası Lisans lisanslı Ariani vd üzerinden çoğaltılamaz. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56626/Table_2.xlsx">Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.</a>
Başvuru A. thaliana ATL gen aile dizisi ile birlikte tespit asma ATL kodlama genlerin nükleotit dizileri de dahil olmak üzere bir Filogenetik analizi kurallarına göre asma ATL adlandırma için kullanıldı sNCGGa8. 96 ve 83 nükleotit dizileri V. vinifera ve A. thaliana, sırasıyla, güvenilir bir filogenetik ağaç elde etmek için Phylogeny.fr ardışık düzenine tabi tutuldu.İkinci dizileri daha sonra açıklama ekleyin ve asma genlerin sağlam ilişkiler (Şekil 2) temelinde adı kullanılmıştır. Bu yaklaşım 13 dışarı-in 96 asma ATLs bir A. thaliana ATL ile bire bir onların orthology dikkate alınarak belirli bir tanıtıcı aldı. Diğer 83 genlerin adları ile en yüksek sayı kullanılan A. thalianabüyük bir ATL gen sayı başlayarak üstten alta, numaralandırma bir ilerici filogenetik ağacını temel ayrıldı.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56626/56626fig2.jpg"> 
Resim 2: Filogenetik ağaç V. vinifera ve A. thaliana ATL E3 Ubikuitin ligaz kodlama genlerin. Unrooted ağaç Phylogeny.fr suite (V. vinifera (içinde yeşil) ve UniProt veritabanında (sarı) bildirilen A. thaliana 83 ATL genler. ile oluşturuldu Şube destek değerleri 100 önyükleme çoğaltır elde edilmiştir. Kırmızı yıldızlar bir BCA2 çinko parmak (BZF) etki alanına karşılık gelen proteinler varlığını gösterir. 42altında bir Creative Commons Attribution 4.0 Uluslararası Lisans lisanslı Ariani vd üzerinden çoğaltılamaz. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56626/56626fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
ATL kodlama genler asma kromozomlar eşleme boyunca bütün-genom çoğaltma ATL gen aile asma genişlemesi önemli evrimsel güç olarak öne genom geniş bir dağıtım gösterdi. Gerçekten de, 31 ATLs potansiyel olarak gelen bir segmental veya tüm genom çoğaltma olaylardan kaynaklanan homolog kromozom bölgelerde bulundu. Ayrıca, aynı analiz vurgulanan 13 tandemly yinelenen genler, bir proksimal yinelenen ve 51 dağınık çoğaltmaları (şekil 3). Yinelenen ATL aile genlerinde çok sayıda göz önüne alındığında, biz yinelenen genlerin tercihli saklama genom ayırma sırasında kontrol etmek için bir zenginleştirme testi (Fisher'ın tam testi) gerçekleştirilen. Bir p-değeri &#60; 0,001, bu test doğruladı ATL genler çoğaltılamaz hipotez muhafaza daha fazla rasgele bir rol ATL gen ailesi için asma adaptasyon ve evrim sırasında düşündüren beklenen.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56626/56626fig3.jpg"> 
Şekil 3: Grapevine ATL-kodlama gen dağıtım V. vinifera kromozomlar ve çoğaltma devlet. 96 asma ATL genlerin kromozom bilgileri veritabanında kullanılabilen tam olarak ile 19 V. vinifera kromozomlar için eşleştirilmiş. Rengi özgün çoğaltma olayı belirtir. Dikey siyah çizgiler ve kırmızı çizgiler tandem Mükerrer ve tüm genom mükerrer, sırasıyla elde çiftleri tanımlayın. 42altında bir Creative Commons Attribution 4.0 Uluslararası Lisans lisanslı Ariani vd üzerinden çoğaltılamaz. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56626/56626fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Asma ATLs sözde biyolojik fonksiyonları daha fazla araştırmak için bir meta-analiz V. vinifera cv. Corvina küresel gen ifadesi Atlas12gerçekleştirilmiştir. Veri kümesi 54 farklı asma organlar ve gelişim aşamalarında bütün-genom ifade değerleri içerir ve hiyerarşik bir BI kümelenmiş Çözümlemeyi gerçekleştirmek için kullanılan. Sonuçları sadece 96 ATLs en az bir 54 dokular/etap dile getirdi, ancak da ifade profilleri (şekil 4A) beş ana kümeleri varlığı işaret olduğunu doğruladı. Kısaca, A ve E kümeleri davranışları gösterdi özellikle ilk ATL genlerin Juvenil örnekleri, erken berry aşamaları, genç yaprak, dalları, önümüzdeki ve bud aşamaları çoğu da dahil olmak üzere genel bir downregülasyon karakterizedir. Öte yandan, aynı kümede A aşamaları, odunsu dokularında ve tohum geliştirme ATL genler baskın upregulation gösterdi geç aşamalarında çilek olgunlaşma ve hasat sonrası gibi olgun örnekleri Soldurma. Küme D genlerinde ATL kez upregulated geç yaşlardaki berry küme C genlerinde esas olarak downregulated örnekleri, çoğunda bulunmuştur. Son olarak, küme B ifade profillerinde ilgili herhangi bir değişiklik yoktu.
Benzer bir yaklaşım yanıt biyotik ve abiyotik olarak asma ATL aile üyeleri bu amaçla inşa belirli veri kümelerini kullanarak ifade çalışma uygulandı. Mikrodizi ve RNA-seq deneyleri ifade veri büyük miktarda gen ifade Omnibus (GEO) ve ArrayExpress gibi kamu access veritabanlarındaki mevcuttur. Bir kez toplanan ve elverişli bir konuma sahip Normalleştirilmiş, bilgileri daha fazla ATLs potansiyel işlevi bitki yanıt gerilmeler olarak anlayışlar için istismar edildi. Grapevine ATLs biyotik streslere karşılık olarak ifade profilleri analiz ortaya 62 dışarı-in 96 transkript önemli bir modülasyon gösterdi (log2 kat-Değiştir (FC) &#62; | 0,5 |) yanlış bulma oranı (FDR) ile en az iki koşullarında &#60; 0,05 () Şekil 4B). Yalnızca tek bir koşul FDR eşik dikkate alınarak 81 için sayısı artar. Bu sonuçlar güçlü doğrudan katılımı da asma patojenler cevaben ATL gen ailesinin önerdi. Özellikle, bir grup 12 genlerin (VviATL3-27-54b-55-90-97-123-144-148-149-156) şiddetle upregulated yanıt biotrophic ve necrotrophic mantarlar ve otobur, dahil olmak üzere çoğu patojenlere edildi ve böylece, için dikkate değerdir daha işlevsel analizleri.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56626/56626fig4.jpg"> 
Şekil 4: hiyerarşik clusteringof ATL gen ifadesi Atlas asma ve asma biyotik stres kaynaklı dataset içinde. (A) değerleri asma Atlas12 asma ATL genlerin Pearson'ın mesafe ölçüm üzerinde dayalı hiyerarşik küme analizi için kullanılan günlük dönüştürülmüş ifade. Her gen medyan transkript bolluk saygı ile renk ölçeği temsil daha yüksek (kırmızı) veya alt (yeşil) ifade tüm örnekler üzerindeki yüzey. Harfler A-e sağ tarafında tanımlanan farklı kümeleri gösterir.AB: patlama sonra; B: seri; Bud-W: kış bud; F: çiçekli; FB: çiçeklenme başlar; FS: meyve ayarla; G: yeşil; Bay: Orta-olgunlaşma; PFS: sonrası meyve seti; PHWI-II-III: 1, 2 ve 3 ay Soldurma sonrası hasat; R: olgunlaşma; S: senescent; kök-W: odunsu kök; V: veraison; WD: iyi gelişmiştir; Y: genç. (B) renk ölçeği artan (kırmızı) temsil eder veya (mavi) kat değişiklikleri asma ATL gen ifade virüslü örneklerinde her koşul için denetimlere kıyasla azalmıştır. Yıldız belirtmek önemli fark ifade (FDR &#60; 0,05) karşılık gelen koşullar altında her sürümüyle. 42altında bir Creative Commons Attribution 4.0 Uluslararası Lisans lisanslı Ariani vd üzerinden çoğaltılamaz. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56626/56626fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Ek tablo 1: Alternatif işlenim için ATL genler aday. (bir) ATL gen kimliği V1 üzüm gen öngörü ve ek açıklama, (b) ATL gen ID V2 üzüm gene tahmin ve ek açıklama43, sözde ATL alternatif alışılageldik türevleri, (d) sayısı (c) göre göre her sözde ATL variant dizisi kodlama hakkında bilgi. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56626/Supplementary_Table_I.xlsx">Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.</a>
Ek tablo 2: <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56626/Supplementary_Table_II.xlsx">Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.</a>
Ek dosya 1: <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56626/Supplementary_File_1.txt">Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Comprehensive Workflow for the Genome-wide Identification and Expression Meta-analysis of the ATL E3 Ubiquitin Ligase Gene Family in Grapevine at JoVE.com

Comprehensive Workflow for the Genome-wide Identification and Expression Meta-analysis of the ATL E3 Ubiquitin Ligase Gene Family in Grapevine

Bu makalede tanımlama ve asma Arabidopsis Tóxicos Levadura içinde (ATL) E3 Ubikuitin ligazlar aile için uygulanan bir gen aile karakterizasyonu için yordam açıklanır.

Genom kapsamındaki bir tanımlama ve ifade Meta-Analizi ATL E3 Ubikuitin ligaz gen ailesinin asma için kapsamlı iş akışı

Classification and nomenclature of genes in a family can significantly contribute to the description of the diversity of encoded proteins and to the ...

comprehensive-workflow-for-genome-wide-identification-expression-meta

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Biology

10.4K Görüntüleme.  Università degli Studi di Verona. Bu makalede tanımlama ve asma Arabidopsis Tóxicos Levadura içinde (ATL) E3 Ubikuitin ligazlar aile için uygulanan bir gen aile karakterizasyonu için yordam açıklanır.

Video: Comprehensive Workflow for the Genome-wide Identification and Expression Meta-analysis of the ATL E3 Ubiquitin Ligase Gene Family in Grapevine

The Terroir Concept Interpreted through Grape Berry Metabolomics and Transcriptomics

Terroir refers to the combination of environmental factors that affect the characteristics of crops such as grapevine (Vitis vinifera) according to particular habitats and management practices. This article shows how certain terroir signatures can be detected in the berry metabolome and transcriptome of the grapevine cultivar Corvina using multivariate statistical analysis. The method first requires an appropriate sampling plan. In this case study, a specific clone of the Corvina cultivar was selected to minimize genetic differences, and samples were collected from seven vineyards representing three different macro-zones during three different growing seasons. An untargeted LC-MS metabolomics approach is recommended due to its high sensitivity, accompanied by efficient data processing using MZmine software and a metabolite identification strategy based on fragmentation tree analysis. Comprehensive transcriptome analysis can be achieved using microarrays containing probes covering ~99% of all predicted grapevine genes, allowing the simultaneous analysis of all differentially expressed genes in the context of different terroirs. Finally, multivariate data analysis based on projection methods can be used to overcome the strong vintage-specific effect, allowing the metabolomics and transcriptomics data to be integrated and analyzed in detail to identify informative correlations.

This article describes the application of untargeted metabolomics, transcriptomics and multivariate statistical analysis to grape berry transcripts and metabolites in order to gain insight into the terroir concept, i.e., the impact of the environment on berry quality traits.

Üzüm Berry metabolomik ve transkriptomik aracılığıyla yorumlanır Terroir Kavramı

Terroir refers to the combination of environmental factors that affect the characteristics of crops such as grapevine (Vitis vinifera) according to ...

Genetik

Transcriptomic Analysis of C. elegans RNA Sequencing Data Through the Tuxedo Suite on the Galaxy Project

Next generation sequencing (NGS) technologies have revolutionized the nature of biological investigation. Of these, RNA Sequencing (RNA-Seq) has emerged as a powerful tool for gene-expression analysis and transcriptome mapping. However, handling RNA-Seq datasets requires sophisticated computational expertise and poses inherent challenges for biology researchers. This bottleneck has been mitigated by the open access Galaxy project that allows users without bioinformatics skills to analyze RNA-Seq data, and the Database for Annotation, Visualization, and Integrated Discovery (DAVID), a Gene Ontology (GO) term analysis suite that helps derive biological meaning from large data sets. However, for first-time users and bioinformatics' amateurs, self-learning and familiarization with these platforms can be time-consuming and daunting. We describe a straightforward workflow that will help C. elegans researchers to isolate worm RNA, conduct an RNA-Seq experiment and analyze the data using Galaxy and DAVID platforms. This protocol provides stepwise instructions for using the various Galaxy modules for accessing raw NGS data, quality-control checks, alignment, and differential gene expression analysis, guiding the user with parameters at every step to generate a gene list that can be screened for enrichment of gene classes or biological processes using DAVID. Overall, we anticipate that this article will provide information to C. elegans researchers undertaking RNA-Seq experiments for the first time as well as frequent users running a small number of samples.

Transcriptomic Analysis of C. elegans RNA Sequencing Data Through the Tuxedo Suite on the Galaxy Project

Galaxy and DAVID have emerged as popular tools that allow investigators without bioinformatics training to analyze and interpret RNA-Seq data. We describe a protocol for C. elegans researchers to perform RNA-Seq experiments, access and process the dataset using Galaxy and obtain meaningful biological information from the gene lists using DAVID.

arasında Transkriptomik Analizi<em&gt; C</em&gt;.<em&gt; elegans</emGalaxy Projesi Smokin Suite sayesinde&gt; RNA Sıralama Veri

Next generation sequencing (NGS) technologies have revolutionized the nature of biological investigation. Of these, RNA Sequencing (RNA-Seq) has emerged ...

Large-Scale Multi-Omics Genome-Wide Association Studies (Mo-GWAS): Guidelines for Sample Preparation and Normalization

Both gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) are widely used metabolomics approaches to detect and quantify hundreds of thousands of metabolite features. However, the application of these techniques to a large number of samples is subject to more complex interactions, particularly for genome-wide association studies (GWAS). This protocol describes an optimized metabolic workflow, which combines an efficient and fast sample preparation with the analysis of a large number of samples for legume crop species. This slightly modified extraction method was initially developed for the analysis of plant and animal tissues and is based on extraction in methyl tert-butyl ether: methanol solvent to allow the capture of polar and lipid metabolites. In addition, we provide a step-by-step guide for reducing analytical variations, which are essential for the high-throughput evaluation of metabolic variance in GWAS.

Large-Scale Multi-Omics Genome-Wide Association Studies Mo-GWAS: Guidelines for Sample Preparation and Normalization

In this protocol, we present an optimized workflow, which combines an efficient and fast sample preparation of many samples. In addition, we provide a step-by-step guide to reduce analytical variations for high-throughput evaluation of metabolic GWAS studies.

Büyük Ölçekli Multi-omik Genom Çapında İlişkilendirme Çalışmaları (Mo-GWAS): Numune Hazırlama ve Normalleştirme Kılavuzları

Both gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) are widely used metabolomics approaches to detect ...

Biyokimya

Determining Genetic Expression Profiles in C. elegans Using Microarray and Real-time PCR

Synapses are composed of a presynaptic active zone in the signaling cell and a postsynaptic terminal in the target cell. In the case of chemical synapses, messages are carried by neurotransmitters released from presynaptic terminals and received by receptors on postsynaptic cells. Our previous research in Caenorhabditis elegans has shown that VSM-1 negatively regulates exocytosis. Additionally, analysis of synapses in vsm-1 mutants showed that animals lacking a fully functional VSM-1 have increased synaptic connectivity. Based on these preliminary findings, we hypothesized that C. elegans VSM-1 may play a crucial role in synaptogenesis. To test this hypothesis, double-labeled microarray analysis was performed, and gene expression profiles were determined. First, total RNA was isolated, reversely transcribed to cDNA, and hybridized to the DNA microarrays. Then, in-silico analysis of fluorescent probe hybridization revealed significant induction of many genes coding for members of the major sperm protein family (MSP) in mutants with enhanced synaptogenesis. MSPs are the major component of sperm in C. elegans and appear to signal nematode oocyte maturation and ovulation . In fruit flies, Chai and colleagues 1 demonstrated that MSP-like molecules regulate presynaptic bouton number and size at the neuromuscular junction. Moreover, analysis performed by Tsuda and coworkers 2 suggested that MSPs may act as ligands for Eph receptors and trigger receptor tyrosine kinase signaling cascades. Lastly, real time PCR analysis corroborated that the gene coding for MSP-32 is induced in vsm-1(ok1468) mutants. Taken together, research performed by our laboratory has shown that vsm-1 mutants have a significant increase in synaptic density, which could be mediated by MSP-32 signaling.

Determining Genetic Expression Profiles in C. elegans Using Microarray and Real-time PCR

Microarray analysis was conducted to determine genetic expression profiles in C. elegans, and real-time PCR was used to validate and quantify microarray data.

Genetik İfade Profilleri Belirlenmesi C. elegans Mikroarray ve Real-time PCR

Synapses are composed of a presynaptic active zone in the signaling cell and a postsynaptic terminal in the target cell. In the case of chemical synapses, ...

Biyoloji

Annotation of Plant Gene Function via Combined Genomics, Metabolomics and Informatics

Given the ever expanding number of model plant species for which complete genome sequences are available and the abundance of bio-resources such as knockout mutants, wild accessions and advanced breeding populations, there is a rising burden for gene functional annotation. In this protocol, annotation of plant gene function using combined co-expression gene analysis, metabolomics and informatics is provided (Figure 1). This approach is based on the theory of using target genes of known function to allow the identification of non-annotated genes likely to be involved in a certain metabolic process, with the identification of target compounds via metabolomics. Strategies are put forward for applying this information on populations generated by both forward and reverse genetics approaches in spite of none of these are effortless. By corollary this approach can also be used as an approach to characterise unknown peaks representing new or specific secondary metabolites in the limited tissues, plant species or stress treatment, which is currently the important trial to understanding plant metabolism.

Combination of genomics, co-expression gene analysis and the identification of target compounds via metabolism give gene functional annotation.

Kombine Genomics metabolomiks ve Bilişim ile Bitki Gen Fonksiyonu ek açıklama

Given the ever expanding number of model plant species for which complete genome sequences are available and the abundance of bio-resources such as ...

Fluorescence-microscopy Screening and Next-generation Sequencing: Useful Tools for the Identification of Genes Involved in Organelle Integrity

This protocol describes a fluorescence microscope-based screening of Arabidopsis seedlings and describes how to map recessive mutations that alter the subcellular distribution of a specific tagged fluorescent marker in the secretory pathway. Arabidopsis is a powerful biological model for genetic studies because of its genome size, generation time, and conservation of molecular mechanisms among kingdoms. The array genotyping as an approach to map the mutation in alternative to the traditional method based on molecular markers is advantageous because it is relatively faster and may allow the mapping of several mutants in a really short time frame. This method allows the identification of proteins that can influence the integrity of any organelle in plants. Here, as an example, we propose a screen to map genes important for the integrity of the endoplasmic reticulum (ER). Our approach, however, can be easily extended to other plant cell organelles (for example see1,2), and thus represents an important step toward understanding the molecular basis governing other subcellular structures.

A fundamental quest in cell biology is to define the mechanisms that underlie the identity of the organelles that make eukaryotic cells. Here we propose a method to identify the genes responsible for the morphological and functional integrity of plant organelles using fluorescence microscopy and next-generation sequencing tools.

Floresans-mikroskopi Tarama ve nesil Sekanslama: organel Bütünlüğü ile ilgilendim Genlerin belirlenmesi için Faydalı Araçlar

This protocol describes a fluorescence microscope-based screening of Arabidopsis seedlings and describes how to map recessive mutations that alter the ...

Multiplexed Analysis of Retinal Gene Expression and Chromatin Accessibility Using scRNA-Seq and scATAC-Seq

Powerful next generation sequencing techniques offer robust and comprehensive analysis to investigate how retinal gene regulatory networks function during development and in disease states. Single-cell RNA sequencing allows us to comprehensively profile gene expression changes observed in retinal development and disease at a cellular level, while single-cell ATAC-Seq allows analysis of chromatin accessibility and transcription factor binding to be profiled at similar resolution. Here the use of these techniques in the developing retina is described, and MULTI-Seq is demonstrated, where individual samples are labeled with a modified oligonucleotide-lipid complex, enabling researchers to both increase the scope of individual experiments and substantially reduce costs.

Here, the authors showcase the utility of MULTI-seq for phenotyping and subsequent paired scRNA-seq and scATAC-seq in characterizing the transcriptomic and chromatin accessibility profiles in retina.

scRNA-Seq ve scATAC-Seq Kullanarak Retinal Gen Ekspresyonu ve Kromatin Erişilebilirliğinin Multipleks Analizi

Powerful next generation sequencing techniques offer robust and comprehensive analysis to investigate how retinal gene regulatory networks function during ...

Nörobilim

A Bioinformatics Pipeline for Investigating Molecular Evolution and Gene Expression using RNA-seq

Distilling and reporting large datasets, such as whole genome or transcriptome data, is often a daunting task. One way to break down results is to focus on one or more gene families that are significant to the organism and study. In this protocol, we outline bioinformatic steps to generate a phylogeny and to quantify the expression of genes of interest. Phylogenetic trees can give insight into how genes are evolving within and between species as well as reveal orthology. These results can be enhanced using RNA-seq data to compare the expression of these genes in different individuals or tissues. Studies of molecular evolution and expression can reveal modes of evolution and conservation of gene function between species. The characterization of a gene family can serve as a springboard for future studies and can highlight an important gene family in a new genome or transcriptome paper.

The purpose of this protocol is to investigate the evolution and expression of candidate genes using RNA sequencing data.

RNA-seq Kullanarak Moleküler Evrimi ve Gen ekspresyonını Araştırmak için Biyoinformatik Boru Hattı

Distilling and reporting large datasets, such as whole genome or transcriptome data, is often a daunting task. One way to break down results is to focus ...

Genome-wide Profiling of Transcription Factor-DNA Binding Interactions in Candida albicans: A Comprehensive CUT&amp;RUN Method and Data Analysis Workflow

Regulatory transcription factors control many important biological processes, including cellular differentiation, responses to environmental perturbations and stresses, and host-pathogen interactions. Determining the genome-wide binding of regulatory transcription factors to DNA is essential to understanding the function of transcription factors in these often complex biological processes. Cleavage under targets and release using nuclease (CUT&amp;RUN) is a modern method for genome-wide mapping of in vivo protein-DNA binding interactions that is an attractive alternative to the traditional and widely used chromatin immunoprecipitation followed by sequencing (ChIP-seq) method. CUT&amp;RUN is amenable to a higher-throughput experimental setup and has a substantially higher dynamic range with lower per-sample sequencing costs than ChIP-seq. Here, a comprehensive CUT&amp;RUN protocol and accompanying data analysis workflow tailored for genome-wide analysis of transcription factor-DNA binding interactions in the human fungal pathogen Candida albicans are described. This detailed protocol includes all necessary experimental procedures, from epitope tagging of transcription factor-coding genes to library preparation for sequencing; additionally, it includes a customized computational workflow for CUT&amp;RUN data analysis.

Genome-wide Profiling of Transcription Factor-DNA Binding Interactions in Candida albicans: A Comprehensive CUT&RUN Method and Data Analysis Workflow

This protocol describes an experimental method and data analysis workflow for cleavage under targets and release using nuclease (CUT&amp;RUN) in the human fungal pathogen Candida albicans.

Candida albicans'ta Transkripsiyon Faktörü-DNA Bağlanma Etkileşimlerinin Genom Çapında Profillenmesi: Kapsamlı Bir CUT&amp;RUN Yöntemi ve Veri Analizi İş Akışı

Regulatory transcription factors control many important biological processes, including cellular differentiation, responses to environmental perturbations ...

Isolation and Transcriptome Analysis of Plant Cell Types

In multicellular organisms, developmental programming and environmental responses can be highly divergent in different cell types or even within cells, which is known as cellular heterogeneity. In recent years, single-cell and cell-type isolation combined with next-generation sequencing (NGS) techniques have become important tools for studying biological processes at single-cell resolution. However, isolating plant cells is relatively more difficult due to the presence of plant cell walls, which limits the application of single-cell approaches in plants. This protocol describes a robust procedure for fluorescence-activated cell sorting (FACS)-based single-cell and cell-type isolation with plant cells, which is suitable for downstream multi-omics analysis and other studies. Using Arabidopsis root fluorescent marker lines, we demonstrate how particular cell types, such as xylem-pole pericycle cells, lateral root initial cells, lateral root cap cells, cortex cells, and endodermal cells, are isolated. Furthermore, an effective downstream transcriptome analysis method using Smart-seq2 is also provided. The cell isolation method and transcriptome analysis techniques can be adapted to other cell types and plant species and have broad application potential in plant science.

The feasibility and effectiveness of high-throughput scRNA-seq methods herald a single-cell era in plant research. Presented here is a robust and complete procedure for isolating specific Arabidopsis thaliana root cell types and subsequent transcriptome library construction and analysis.

Bitki Hücre Tiplerinin İzolasyonu ve Transkriptom Analizi

In multicellular organisms, developmental programming and environmental responses can be highly divergent in different cell types or even within cells, ...

Genom kapsamındaki bir tanımlama ve ifade Meta-Analizi ATL E3 Ubikuitin ligaz gen ailesinin asma için kapsamlı iş akışı

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler