Jump to content

Морские фаги

Sea-Phage обозначает охотники за альянсом научного образования-фага, продвигающие геномику и эволюционную науку ; Раньше это называлось Национальной инициативой по исследованию геномики. [ 1 ] Это была первая инициатива, созданная Альянсом научного образования Howard Hughes (HHMI) научного образования (SEA) их директором Tuajuanda C. Jordan в 2008 году для улучшения сохранения студентов науки, технологий, инженерии и математики (STEM). [ 2 ] SeaPhages-это двухместной исследовательской программы бакалавриата, управляемая Университета Питтсбурга Грэма Хэтфулла Группой и Отделом научного образования Говарда Хьюза . Студенты из более чем 100 университетов по всей стране участвуют в подлинных индивидуальных исследованиях, которые включают лабораторию с влажным распаком и компонент биоинформатики . [ 3 ]

Учебный план

[ редактировать ]

В течение первого семестра этой программы классы около 18-24 студентов работали под наблюдением одного или двух преподавателей университета и помощника аспиранта, которые прошли двухнедельные учебные мастерские, чтобы изолировать и характеризовать свои личные Бактериофаг , который заражает специфическую бактериальную клетку -хозяина из местных образцов почвы. [ 1 ] Как только студенты успешно изолировали фаг, они смогут классифицировать их, визуализируя их с помощью изображений электронного микроскопа (EM) . [ 3 ] Кроме того, ДНК извлекают и очищают студентами, и один образец отправляется для секвенирования, чтобы быть готовым к учебной программе второго семестра. [ 1 ]

The second semester consists of the annotation of the genome the class sent to be sequenced. In that case, students work together to evaluate the genes for start-stop coordinates, ribosome-binding sites, and possible functions of those proteins in which the sequence codes. Once the annotation is completed, it is submitted to the National Center for Biotechnology Information's (NCBI) DNA sequence database GenBank.[1] Если в семестре еще есть время или отправленная ДНК не была в состоянии секвенировать, класс мог запросить файл генома в Университете Питтсбурга , который еще предстоит секвенировать. В дополнение к приобретенным лабораторным и биоинформационным навыкам студенты имеют возможность опубликовать свою работу в академических журналах и посетить Национальную конференцию по морским фанатам в Вашингтоне, округ Колумбия или на региональном симпозиуме.

Online Databases and Bioinformatic Programs Used

[edit]

PhagesDB

[edit]

All of the details regarding each student's phage is made public by entering it into the online database PhagesDB to expand the knowledge of the SEA-PHAGES community as a whole.[4]

Starterator

[edit]

Starterator creates a report by comparing the called start sites of genes in the same Pham in annotated phage genomes and other drafts; therefore, students can suggest an appropriate start for the auto-annotated genes in their actinobacteriophage genome.[3][4] This is not usually a primary source for calling a gene start because it is not always supported by the information from other programs or the start-stop coordinates are not the same for a gene called by DNA Master.[5]

Local Blast and Blastp

[edit]

These compare the amino acid sequence of a gene to other sequenced or annotated phage genomes within the database for students in the SEA-PHAGES community to predict starts and functions of their proteins.[5]

GeneMark

[edit]

This software generates a report with its algorithm that shows the coding potential for the six possible open reading frames of a specific genome, so the probability of a gene's existence can be assessed during annotation.[5]

DNA Master

[edit]

DNA Master is a free software tool that students can download on a Windows computer that utilizes the programs GLIMMER, GeneMark, Aragorn, and tRNAscan-SE to auto-annotate a genome that is uploaded as a FASTA format file.[3] Since this is done by a computer algorithm that only uses three programs and may not be as updated as the online versions, each suggested gene has to be confirmed by student annotations. These go through several rounds of peer-review before it is accepted to be reviewed by experts from PhagesDB, then it can be submitted to GenBank.[1]

GLIMMER

[edit]

These programs are used by DNA Master to predict the starts of the genes by assessing the probability of the six open reading frames (ORFs) and the ribosome binding site (RBS) signals.[6] Oftentimes, GLIMMER and GeneMark agree on the predictions during the auto-annotation, but sometimes they give different starts which have to be assessed during manual annotation; GLIMMER is currently the most updated software and is usually used for the final start coordinate.

Aragorn

[edit]

This algorithm is utilized by DNA Master, and there is an online version that can be used to cross-reference the calls made by the software.[3] It shows definitive tRNAs and tmRNAs within a genome by looking for very specific sequences that would fold into the distinctive cloverleaf secondary structure.[7] Although this algorithm is considered very accurate considering how fast it produces results, it can miss some tRNAs that are not exactly within its search parameters.[7]

tRNAscan-SE

[edit]

This program allows students the ability to identify possible coding regions for tRNAs in sequence that would have been missed by Aragorn because it includes detection for unusual tRNA homologues; although, both programs have sensitivities between 99-100%.[8] tRNAscan-SE does not detect tRNAs itself, but instead outputs the results of the information processed from three independent tRNA prediction programs: tRNAscan, EufindtRNA, and tRNA covariance model search.[8]

Phamerator

[edit]

Phamerator shows a visual representation of the genes and their similarity to other selected phage genomes by marking them with colored rectangles based on the Phamily or Pham it groups it in.[3] Students can then view, compare, save, and print color-coded genome maps during their annotations.[5] Possible insertions or deletions can be seen through connecting lines between the selected phage genomes.[9] Also, the nucleotide and protein sequences can be accessed through this program; however, the starts and stops do not always match that of DNA Master so the sequences may be incorrect.[10]

NCBI Blast and HHPred

[edit]

These online programs are used to predict the functions of proteins by comparison of the amino acid or nucleotide sequences of all genomes sequenced, not just that of phages. HHPred detects homology in the sequences with other proteins that have had their functions called in any organism.[11] Also, if the protein has been identified in another sequence, the computer-generated structure might be provided to visualize the possible folding of the amino acids.[11]

References

[edit]
  1. ^ Jump up to: a b c d e Jordan TC, Burnett SH, Carson S, Caruso SM, Clase K, DeJong RJ, et al. (February 2014). "A broadly implementable research course in phage discovery and genomics for first-year undergraduate students". mBio. 5 (1): e01051-13. doi:10.1128/mBio.01051-13. PMC 3950523. PMID 24496795.
  2. ^ "Science Education Alliance | HHMI.org". www.hhmi.org. Retrieved 2018-04-07.
  3. ^ Jump up to: a b c d e f "SEA-PHAGES". Retrieved April 3, 2018.
  4. ^ Jump up to: a b Russell, Daniel A.; Hatfull, Graham (December 6, 2016). "PhagesDB: the actinobacteriophage database". Bioinformatics. 33 (5): 784–786. doi:10.1093/bioinformatics/btw711. PMC 5860397. PMID 28365761.
  5. ^ Jump up to: a b c d "The Actinobacteriophage Database | Home". phagesdb.org. Retrieved 2018-04-10.
  6. ^ Kelley DR, Liu B, Delcher AL, Pop M, Salzberg SL (January 2012). "Gene prediction with Glimmer for metagenomic sequences augmented by classification and clustering". Nucleic Acids Research. 40 (1): e9. doi:10.1093/nar/gkr1067. PMC 3245904. PMID 22102569.
  7. ^ Jump up to: a b Laslett D, Canback B (2004). "ARAGORN, a program to detect tRNA genes and tmRNA genes in nucleotide sequences". Nucleic Acids Research. 32 (1): 11–6. doi:10.1093/nar/gkh152. PMC 373265. PMID 14704338.
  8. ^ Jump up to: a b Lowe TM, Eddy SR (March 1997). "tRNAscan-SE: a program for improved detection of transfer RNA genes in genomic sequence". Nucleic Acids Research. 25 (5): 955–64. doi:10.1093/nar/25.5.955. PMC 146525. PMID 9023104.
  9. ^ Cresawn SG, Bogel M, Day N, Jacobs-Sera D, Hendrix RW, Hatfull GF (October 2011). "Phamerator: a bioinformatic tool for comparative bacteriophage genomics". BMC Bioinformatics. 12: 395. doi:10.1186/1471-2105-12-395. PMC 3233612. PMID 21991981.
  10. ^ "Phamerator". phamerator.org. Retrieved 2018-04-10.
  11. ^ Jump up to: a b "Bioinformatics Toolkit". toolkit.tuebingen.mpg.de. Retrieved 2018-04-10.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 46daccb6fdb4a88c7d26344bc8fea67e__1701558060
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/46/7e/46daccb6fdb4a88c7d26344bc8fea67e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
SEA-PHAGES - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)