2016年1月14日 星期四

分子資料庫期末作業

分子資料庫期末作業
S46031061 吳明陽
1.    請選出一個跟你論文主題相關的基因 (gene X)。
我挑選的基因是Rubrerythrin (RBR)
2.    將 gene X 於 Pubmed 或相關文獻探勘軟體,進行篇數,年代,作者趨勢分析。
目前與Rubrerythrin有關的文獻一共有96篇
文獻出版的年代如下圖一,第一篇與Rubrerythrin有關的文獻出現在1988年,並可以看到大約在2003年到2006年之間有較多研究Rubrerythrin,大約有每年10篇的量,不過近年研究的篇數大約維持在兩到三篇。

Rubrerythrin在1988~2015每年文獻的數量

其中Dumitrescu R在2005、2014分別貢獻一篇
Ishii M則在2012、2014各貢獻一篇
Mishra S, Imlay JA兩人則連續在2012、2013各貢獻一篇
 Romão CV則分別在2011、2012各貢獻一篇
Igarashi Y也在2012、2014各貢獻一篇
等等…

3.      將 gene X 利用 NCBI Gene 入口,獲得相關序列資訊(包括 genomic, reference sequence, peptide sequence)
Rubrerythrin在細菌、寄生蟲都有,這邊以Trichomonas Vaginalis為主要研究方向。找到有六個Rubrerythrin的基因,分別是TVAG_378980, TVAG_178060, TVAG_064490, TVAG_275660, TVAG_366670, TVAG_366660,如下圖二。

而我的研究中TVAG_064490又扮演特別重要的角色,接下來以這個基因繼續做
TVAG_064490
Genomic
>gi|123473878|ref|XM_001320090.1| Trichomonas vaginalis G3 rubrerythrin, putative (TVAG_064490) partial mRNA
CACTTAGCTTTAATGTCTCTTAAAGGCACCCAGACAGAAAAGAATCTTGCTTGCGCTTTCGCCGGTGAGT
CCATGGCCCGCAACCGCTACACATTCTTCGCCGAAGTTGCCAAGAAGCAAGGCTACGAACAGATCGCTCA
GCTCTTCATCGAAACAGCTGAGAATGAGAAGGTCCACGCCAACTACTTCTGGAGCCAGATCAAGGGCCTT
GGCTCTGTCAAGATCGAGACAGAGGTCCCAGCCTGTGGCGTAAACGACACACTTACAAACCTCCGCAATG
CTGCTGCCGGTGAATACGCCGAGCACACAACAGACTACCCACACTTCGCTGATGTTGCTGAGAAGGAAGG
CTTCGCTAAGATCGCTAAGGCTTTCCGTGGAATCGCTGCTGTCGAGAAGGAACACGAAATCCGCTTCAAC
ACACTCGCCAAGCAAGTTGAATCATCAACAGTCTTCAAGCGCGAGGCCGTTGTCGCCTGGAAGTGCCGCA
ACTGTGGCTACGTCGTAAGAGCTAAAGTCGCTCCAAAGGCATGCCCAGTTTGCTTCAAGCCACAGGGCTG
GTTCGAAATCAAGGAAGTCCTCGAGTAAACTTTTTGCTTATTATGTTAACTTTTAAAGCATTTTTTTACA
TTGA
Reference sequence

Peptide sequence
>gi|123473879|ref|XP_001320125.1| rubrerythrin [Trichomonas vaginalis G3]
MSLKGTQTEKNLACAFAGESMARNRYTFFAEVAKKQGYEQIAQLFIETAENEKVHANYFWSQIKGLGSVK
IETEVPACGVNDTLTNLRNAAAGEYAEHTTDYPHFADVAEKEGFAKIAKAFRGIAAVEKEHEIRFNTLAK
QVESSTVFKREAVVAWKCRNCGYVVRAKVAPKACPVCFKPQGWFEIKEVLE
4.    利用 gene X 的序列進行 Blastn 或 Blastp,找出至少10條以上,20條以下,不同種 (species) 的序列,進行 Phylip 分析。使用方法為 NJ 與 ML。bootstrap 設定在 n = 250 
Blastn

Blastp

挑選blastn和blastp的前十條序列,放入Bioedit
做ClustalW排列
先完成NJ
結果是TVAG_275660和我用來BLAST的TVAG_064490基因序列最接近,如下圖。


 outfile用記事本打開後,呈現序列之間的關聯性。

 outtree用treeview打開後,看到的關係遠近分布。
接下來再做ML,得到的結果是TVAG_378980和TVAG_064490比較接近,如下圖。

outfile用記事本打開後,呈現序列之間的關聯性。

outtree用treeview打開後,看到的關係遠近分布。

Blastp比對到的十條序列放入bioedit
NJ的結果,如下圖。

outfile用記事本打開後,呈現序列之間的關聯性。

outtree用treeview打開後,看到的關係遠近分布。

ML的部分,得到的結果如下

outfile用記事本打開後,呈現序列之間的關聯性。

 outtree用treeview打開後,看到的關係遠近分布。

5.    將 gene X 於 NCBI GEO profile 中尋找相關的表達資訊, 至少10個以上,20個以下。製成 tab txt file。再用 TMeV 畫出聚類分析圖形(至少三種)。
因為TVAG_064490沒有GEO Profile,所以我隨意找一個RBR的GEO Profile
進入GEO profile,輸入搜尋目標基因後可查詢相關文獻(研究內容大是甚麼)、分布圖及其他相關的 Profile data  Profile pathways、Find related data。

由GEO DataSets 查詢,點選感興趣的GDS集合,進入數據頁面,就可以下載目標數據檔案。
先normalization
Hierarchial clustering

k-means clustering







Cluster Affinity Search Technique

6.    將上述 5. 所得與 gene X 表達相關基因,利用 STRING 預測交互作用網路,並列出最有興趣的GO關係圖形 (CC, MF, BF) 三種。 


TVAG_064490=XP_001320125.1

7. 預測 gene X 的蛋白結構圖。
用swiss-model去模擬蛋白質可能的結構,以Desulfovibrio vulgaris的Rubrerythrin蛋白當模板去預測Trichomonas Vaginalis 的rubrerythrin蛋白,預測結果如下圖

 以swiss-model模擬Trichomonas Vaginalis 的rubrerythrin蛋白結構

8.
預測 gene X 的 micorRNA binding site。


使用miRBase的search,輸入mRNA的序列,找到以下的miRNA在RBR mRNA上有結合位,如下圖。

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