وITS2 قاعدة البيانات
Summary
قاعدة بيانات ITS2 هو طاولة العمل للاستدلال تسلسل النشوء والتطور في وقت واحد والنظر في هيكل الثانوي هل من نسخها الداخلية (2). وهذا يشمل جمع البيانات مع شرح دقيق، والتنبؤ بنية، متعددة محاذاة تسلسل البنية وسريع الحساب شجرة. باختصار، هذا يبسط تحليل النشوء والتطور طاولة العمل الأولى لعدد قليل من النقرات.
Abstract
وقد استخدم هل الداخلية المحولة 2 (ITS2) كعلامة النشوء والتطور لأكثر من عقدين من الزمن. كما ITS2 ركز البحث بشكل رئيسي على تسلسل ITS2 متغير جدا، وتقتصر هذه العلامة على مستوى منخفض phylogenetics فقط. ومع ذلك، فإن الجمع بين تسلسل ITS2 وهيكلها الثانوي حفظا للغاية يحسن قرار النشوء والتطور (1) ويسمح للاستدلال النشوء والتطور في صفوف التصنيفية متعددة، بما في ذلك ترسيم الحدود الأنواع 2-8.
قاعدة بيانات ITS2 9 يقدم بيانات شاملة الداخلية المحولة متواليات 2 هل من بنك الجينات NCBI 11 reannotated بدقة 10. بعد تعليق توضيحي من قبل نماذج ماركوف المخفية الشخصي (HMMs)، يتوقع أن هيكل الثانوية من كل تسلسل. الأول، هو اختبار ما إذا كان الحد الأدنى للطاقة استنادا أضعاف 12 (أضعاف المباشر) النتائج في الصحيح، والتشكل حلزون الأربعة. إذا لم تكن هذه هي الحالة، هو هيكلوتوقع من قبل النمذجة تناظر 13. وكان هيكل الذي الثانوية في نمذجة تناظر، يتم نقل بنية معروفة بالفعل الثانوية إلى آخر تسلسل ITS2، لم يتمكن من اضعاف بشكل صحيح في حظيرة مباشرة.
قاعدة بيانات ITS2 ليست فقط قاعدة بيانات لتخزين واسترجاع الهياكل تسلسل ITS2. كما يوفر العديد من الأدوات لمعالجة الخاص بك ITS2 متواليات، بما في ذلك التنبؤ، شرح الهيكلية، وكشف عزر وتفجير 14 البحث على معلومات تسلسل هيكل مجتمعة. وعلاوة على ذلك، أنه يدمج الإصدارات قلصت من 4SALE 15،16 و ProfDistS (17) لحساب العديد من محاذاة تسلسل هيكل والجار الالتحاق بالعمل 18 شجرة إعادة الإعمار. معا أنها تشكل خط أنابيب تحليل متماسك من مجموعة أولية من متواليات لنسالة على أساس تسلسل وهيكل ثانوي.
باختصار، هذه طاولة العمل يبسط تحليل النشوء والتطور الأولى إلى فقطبضع نقرات الماوس، في الوقت الذي توفر بالإضافة إلى الأدوات والبيانات للتحليلات واسعة النطاق شاملة.
Protocol
Discussion
قاعدة بيانات ITS2 هو طاولة العمل كاملة وتعمل بكامل طاقتها لالداخلية phylogenetics هل المحولة تسلسل البنية المستندة إلى 2. ويمكن تشغيل هذا الموقع سريع جدا وبشكل حدسي. في حين أن غيرها من المناضد نسالة على شبكة الإنترنت مثل ARB 20 أو 21 هي Mobyle فقط قادرة على العمل في تسلسل و / أو إجماع معلومات الهيكل، وقاعدة البيانات ITS2 9 تعتبر متواليات والهياكل الثانوية لكل فرد من الأصناف في وقت واحد. ومع ذلك، نظرا لمحدودية في القدرة الحسابية من خادم الويب، ويوصى بدرجة كبيرة لاستخدام الأدوات القائمة بذاتها لمحاذاة متعددة والجار الالتحاق بالعمل 18 حساب، 4SALE 15،16 و ProfDistS 17، على التوالي، لمجموعات كبيرة. بجانب الأساسية ITS2 سير العمل نسالة تسلسل هيكل 5، هذه الأدوات ميزة وظائف إضافية عدة، مثل التمهيد حساب مكررات، الجار الملف الدمج (PNJ) 19 أو مسكوكةق ترسيم الحدود على أساس التغيرات قاعدة التعويضية (CBCs) 8. ويمكن الوصول إليها من خلال "حول هذا الموقع" – القسم "أدوات" للتحميل ومعلومات مفصلة. لاستخدام 4SALE وProfDistS، فمن الضروري دائما لتقديم الملفات إلى الشكل الصحيح. ويجب على الأصناف أخذ العينات التي سيتم تجهيزها من قبل 4SALE لها نهاية. fasta أو. TXT، في حين أن محاذاة تسلسل هيكل كمدخل لProfDistS يجب ان تنتهي. xfasta.
ونحن ننفذ حاليا طرق بديلة لإعادة بناء شجرة النشوء والتطور في قاعدة البيانات ITS2 وكذلك في الأدوات ذات الصلة. وبالتالي، فإن أساليب مثل تسلسل هيكل القائم على البخل الحد الأقصى 22 و / أو احتمال الحد الأقصى لتكون في متناول 23 في المستقبل.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر بحرارة المجموعة ITS2، Biocenter، جامعة فورتسبورغ، للوقوف على آرائهم غنية وقيمة. كما نشكر جمعية الألمانية للبحوث (DFG؛ منحة Mu-2831/1-1) للحصول على التمويل.
Materials
| Name of the reagent | Company | Comments |
| Internet access | Preferably high-speed | |
| ITS2 Database9 | Department of Bioinformatics, University of Würzburg | Website: http://its2.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de |
| Software: 4SALE15,16 | Department of Bioinformatics, University of Würzburg | Download: http://4sale.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de/ |
| Software: ProfDistS17 | Department of Bioinformatics, University of Würzburg | Download: http://profdist.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de/ |
References
- Keller, A. Including RNA secondary structures improves accuracy and robustness in reconstruction of phylogenetic trees. Biology Direct. 5, 4-4 (2010).
- Schultz, J., Maisel, S., Gerlach, D., Müller, T., Wolf, M. A common core of secondary structure of the internal transcribed spacer 2 (ITS2) throughout the Eukaryota. RNA. 11, 361-364 (2005).
- Buchheim, M. Internal Transcribed Spacer 2 (nu ITS2 rRNA) Sequence-Structure Phylogenetics: Towards an Automated Reconstruction of the Green Algal Tree of Life. PLoS ONE. 6, 16931-16931 (2011).
- Merget, B., Wolf, M. A molecular phylogeny of Hypnales (Bryophyta) inferred from ITS2 sequence-structure data. BMC Research Notes. 3, (2010).
- Schultz, J., Wolf, M. ITS2 sequence-structure analysis in phylogenetics: a how-to manual for molecular systematics. Molecular Phylogenetics and Evolution. 52, 520-523 (2009).
- Coleman, A. ITS2 is a double-edged tool for eukaryote evolutionary comparisons. Trends in Genetics. 19, 370-375 (2003).
- Coleman, A. The significance of a coincidence between evolutionary landmarks found in mating affinity and a DNA sequence. Protist. 151, 1-9 (2000).
- Müller, T., Philippi, N., Dandekar, T., Schultz, J., Wolf, M. Distinguishing species. RNA. 13, 1469-1472 (2007).
- Koetschan, C. The ITS2 Database III-sequences and structures for phylogeny. Nucleic Acids Research. 38, 275-279 (2010).
- Keller, A. 5.8 S-28S rRNA interaction and HMM-based ITS2 annotation. Gene. 430, 50-57 (2009).
- Benson, D., Karsch-Mizrachi, I., Lipman, D., Ostell, J., Sayers, E. GenBank. Nucleic Acids Research. 39, 32-37 (2011).
- Markham, N., Zuker, M. Software for nucleic acid folding and hybridization. Methods in Molecular Biology. , 453-453 (2008).
- Wolf, M., Achtziger, M., Schultz, J., Dandekar, T., Müller, T. Homology modeling revealed more than 20,000 rRNA internal transcribed spacer 2 (ITS2) secondary structures. RNA. 11, 1616-1623 (2005).
- Altschul, S. Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Research. 25, 3389-3402 (1997).
- Seibel, P., Müller, T., Dandekar, T., Wolf, M. Synchronous visual analysis and editing of RNA sequence and secondary structure alignments using 4 SALE. BMC Research Notes. 1, (2008).
- Seibel, P., Müller, T., Dandekar, T., Schultz, J., Wolf, M. 4 SALE – A tool for synchronous RNA sequence and secondary structure alignment and editing. BMC Bioinformatics. 7, (2006).
- Wolf, M., Ruderisch, B., Dandekar, T., Schultz, J., Müller, T. ProfDistS:(profile-) distance based phylogeny on sequence-structure alignments. Bioinformatics. 24, 2401-2402 (2008).
- Saitou, N., Nei, M. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Molecular Biology and Evolution. 4, 406-425 (1987).
- Müller, T., Rahmann, S., Dandekar, T., Wolf, M. Accurate and robust phylogeny estimation based on profile distances: a study of the Chlorophyceae (Chlorophyta. BMC Evolutionary Biology. 4, (2004).
- Ludwig, W. o. l. f. g. a. n. g. ARB: a software environment for sequence data. Nucleic Acids Research. 32, 1363-1371 (2004).
- Néron, B. Mobyle: a new full web bioinformatics framework. Bioinformatics. 25, 3005-3011 (2009).
- Camin, J. H., Sokal, R. R. A method for deducing branching sequences in phylogeny. Evolution. 19, 311-326 (1965).
- Felsenstein, J. Evolutionary trees from DNA sequences: a maximum likelihood approach. Journal of Molecular Evolution. 17, 368-376 (1981).
