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基因家族分析套路

近年来,测序价格的下降,导致越来越多的基因组完成了测序,在数据库中形成了大量的可用资源。

如何利用这些资源呢?今天小编带你认识一下不测序也能发文章的思路--全基因组基因家族成员鉴定与分析(现在这一领域可是很热奥);一、基本分析内容数据库检索与成员鉴定进化树构建保守domain和motif分析.基因结构分析.转录组或荧光定量表达分析.二、数据库检索与成员鉴定1、数据库检索1)首先了解数据库用法,学会下载你要分析物种的基因组相关数据。

一般也就是下面这些数据库了Brachypodiumdb Genome Annotation Project :NCBI基因组数据库:)已鉴定的家族成员获取。

如何获得其他物种已发表某个基因家族的所有成员呢,最简单的就是下载该物种蛋白序列文件(可以从上述数据库中下载),然后按照文章中的ID,找到对应成员。

对于没有全基因组鉴定的,可以下列数据库中找:a. NCBI: nucleotide and protein db.b. EBI:c. UniProtKB、比对工具。

一般使用blast 和hmmer,具体使用命令如下:Local BLASTformatdb–i –p F/T;blastall–p blastp(orelse) –i –d –m 8 –b 2(or else) e 1 e-5 –o .-b:output two different members in subject sequences (db).Hmmer (hidden Markov Model) search. Thesame as PSI-BLAST in function. It has a higher sensitivity, but the speed islower.Command:、过滤。

Identity: 至少50%.Cover region: 也要超过50%或者蛋白结构域的长度.domain: 必须要有完整的该蛋白家族的。

工具pfamdb 和NCBI Batch CD- search. 支持Blast and Hmmer同时检测到4、通过上述操作获得某家族的所有成员基因家族分析套路(二)本次主要讲解在基因家族分析类文章中,进化部分分析的内容。

主要是进化树的构建与分析。

一、构建进化树的基本步骤1、多序列比对. Muscle program.2、Model 选择. 分别针对蛋白序列和核酸序列的模型选择程序。

ProtTest program for protein and ModelTest or Jmodetlest for DNA、算法选择。

三种. NJ, ML and BI.4、软件选择。

MEGA (bootstrap least 1000 replicates), phyML and Mrbaye s 、进化树修饰. MEGA: view->options and subtree-> draw options. Also can be decorated in word 二、具体步骤多序列比对。

一般采用muscle。

因为MUSCLE is one of the best-performing multiple alignment p rograms according to published benchmark tests, with accuracy and speed that are consistently better than CLUSTALW.模型选择。

对于用蛋白序列构建进化树的可以采用下面命令:java -Xmx250m -classpath path/ -i .运行结果如下图注意:1)“.Phy”format. Only allow ten charaters.注意名字不能重复相同。

2)AIC: Akaike Information Criterion framework.3)Gamma distribution parameter (G): gamma shape.3)proportion of invariable sites: I.构建进化树意义:a聚类分析。

如亚家族分类。

像MAPKKK基因家族通过进化树可以清楚分为MEKK, Raf and ZIK三个亚家族.b亲缘关系鉴定。

在进化树上位于同一支的往往暗示这亲缘关系很近c 基因家族复制分析。

研究基因家族复制事件(duplication events),两种复制事件类型常采用的标准:Tandem duplication: Identity and cover region more than 70% and tightly linked (Holub, 2001).Chromosomal segment duplication: Plant Genome Duplication Dat abase (PGDD: 进化树。

一般ML树比较准确,但应结合方法,如NJ树,相互验证。

进化部分分析:KaKs计算简单的方法. 可以使用下面的网页PAL2NAL 标准方法:.a. ParaAT: -n -a -p proc –f axt –k -o outputb. KaKs_Calculator –m NG(or else) -i -o 分歧时间计算:Divergenttime(T)calculation.T=Ks/2λ. λ: mean .d. Ka/Ks意义:Ka/Ks=1.中性进化。

.Ka/Ks<>Ka/Ks>1.正选择。

Positively selected genes and produce fitness advantagemutation s to evolve new functions.基因家族分析套路(三)本节主要讲基因结构分析套路1、Motif分析使用软件MEME,命令如下:meme -dna –revcomp -nmotifs 10 -mod zoops -minw 6-maxw 50>2、基因结构分布图可以使用在线网站:website用法如下:结果展示3、基因结构常见统计信息:自己excel或写程序统计a. The number of intron andexon.b. The splicing intronpattern inculding 0,1,2 phase.c. The marked region. Forexample kinase domain.d. sequence length.e. UTR.4、启动子分析。

网站:主要做植物的:注意事项:a. IE brower.b. Only one sequence for oncesearch and the length was limi ted in 1000 bp.c. DNA sequence origin: 1000 or1500 bp upstream of ATG of one gene.分析结果:基因家族分析套路(四)一、转录组及芯片原始数据下载网站1、GEO datesets/profile ).。

用法见下图。

GEO数据ID命名规则:GPL->GSE->GSM.GPL: platformGSE: multiple series.GSM: multiple samples.GDS ≈GSE. Thedifference concentrated on the data labeled GDS can be analyzed for one geneonline. It is simple and easily.The data in the sameGPL can be used to compare inexperiment 下面是在线分析转录组数据的用法:2、EBI ArrayExpress 该数据库下载数据用法如下:3、PLEXdb该数据库下载数据用法如下,注意用户名和密码!4、SRA db、DRA db()二、数据处理拿到原始数据,要进行处理,才能进行后续数据分析。

1、芯片数据。

原始数据格式“.cel”格式。

以AffyMicroarray数据处理为例讲述主要的命令如下:> library(affy);>library(makecdfenv);>library……> barleyGenome = ")>mydata <- ReadAffy() ##choose “.cel “file analyzed.>eset <- rma(mydata);>(eset,file="")>design <- (~-1+factor(c(1,1,2,2,3,3))) # Createsappropriate design matrix.>colnames(design) <-c("group1", "group2", "group3") # Assigns colum n names.>fit <- lmFit(eset, design) # Fits a linear model for each gen e based onthe given series of arrays.> <- makeContrasts(group2-group1,group3-group2, group3-group1, levels =design) # Creates appropriate contrast matrix toperform all pairwise comparisons.>fit2 <- (fit, # Computes estimatedcoefficients and standard erro rs for a given set of contrasts.>fit2 <- eBayes(fit2) # Computes moderated t-statistics and log-o ddsof differential expression by empirical Bayes>topTable(fit2, coef=1,adjust="fdr", ="B", number=10) # Generates l ist of top 10 ('number=10')differentially expressed genes sorted by B-values ('=B') for firstcomparison group.>(topTable(fit2, coef=1,adjust="fdr", ="B", number=500),file="", =F, sep="\t") # Exports complete limma statistics table forfirst compar ison group.>results <- decideTests(fit2,=; vennDiagram(results)2、转录组数据处理。

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