生物情報工学 bioinformatics18 課題 •...
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生物情報工学 BioInformatics
4 遺伝子解析のためのツール
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遺伝子解析のためのツール
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今日のメニュー ・制限酵素切断部位の検索 ・塩基配列をアミノ酸配列に変換する ・Open reading frameの検索 ・スプライシングの予測 ・転写因子結合部の予測
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演習:制限酵素切断部位の検索とマップ作成
• リンク集:制限酵素マップのNEB Cutterを使う。 • データはプラスミドpUC18を使おう。
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まずは、先週テキスト保存したpUC18の情報を開く
GCGCCCで始まる配列
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配列部分をコピーしておく
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NEB cutterを開き、配列をペーストする
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結果(1)
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結果(2)
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結果(3)
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結果(4)
突出末端 (protruding end) または 粘着末端(sticky end)
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結果(5)
平滑末端 (blunt end)
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パターンが違う場合はリンク集からコピーする GCGCCCで始まる配列
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画像ファイルをダウンロードする(1)
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画像ファイルをダウンロードする(2)
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画像ファイルをダウンロードする(3)
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結果(4)
画像ファイルを保存しておく
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課題
• pUC19の情報を取得し、制限酵素地図のイメージ(linear)を作成、画像ファイルを保存する。
• pUC18とpUC19の制限酵素地図をパワーポイントのスライドに並べてに貼り付け、スライドを作成して下さい。
• PDFファイルに変換し、メールに添付する。 • 件名は「講義4課題1」とする。 • pUC18とpUC19の違いに気がついた人は、メー
ルの本文に記載して下さい。
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まずは、pUC19の情報をINSDICから取得して塩基配列をコピーする
・リンク集の“ゲノムネットWWWサーバー”へ
・DBGET searchへ
・検索対象のデータベースを”INSDIC”に設定
・pUC19を検索(必要に応じてテキストを追加
(例:cloning vectorなど)
・検索結果からpUC19の完全長配列を含むものとを選抜
・配列部分(GCGCCCで始まる配列)をコピー。
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演習:塩基配列をアミノ酸配列に変換するリンク集のDNA→AAを使う
– EMBL-EBI EMBOSS Transeq 使用するのはβガラクトシダーゼ遺伝子
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EMBL-EBI EMBOSS Transeq
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βガラクトシダーゼ遺伝子のテキストファイルを開く
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ボックスの中に配列をペーストする
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結果
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演習
• フレームをFに変えてやってみる。読み枠以外の配列も出てくる。3通りの読み枠で出力する。はじめと終わりが分からないときに便利。
• フレームを6にしてみる。反対鎖もふくめ全ての読み枠を調べる方法。
• 結果を表示しているページの「ダウンロード」をクリックしてみよう。
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ファスタ形式で出力される
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課題
・未知mRNA X(解析用配列にリンクがある)のコードするアミノ酸配列をファスタ形式で提出
・講義4課題2
– 塩基配列をボックスにペースト – フレームを F に設定してRUN – M(メチオニン)から始まり*(終始コドン)で終わる配
列のうち、最も長いものを探す – 書式を整える(Seqretをつかう:次ページ) – メールの本分に貼り付けて、提出
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EMBOSS Seqret にアクセス (http://www.ebi.ac.uk/Tools/sfc/emboss_seqret)
・ボックスに貼り付ける ・PROTEIN/DNA/RNAを選択 ・OUTPUT FORMATをPlain Textに設定 ・Submitボタンで開始
配列情報(塩基配列・アミノ酸配列)のフォーマット変換
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Open Reading Frame の検索
• DNA配列から蛋白質をコードしている部分(CDS)を探す。
• 長いORF (open reading frame)がCDSの有力な候補。
• リンク集のORF Finder (NCBI)を使う。
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ORF Finderにアクセスする
演習データとして再び未知mRNA Xを使う
genetic codeはstandardで
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結果の表示(1)
100 base以上のORFを表示している
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結果の表示(2)
緑のバー:開始コドン ピンクのバー:終始コドン
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結果の表示(3)
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大腸菌ラクトースオペロンの構造
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課題
• lactose operonの配列全部(7kb以上)選択し、コピーする。ボックスにペーストし、ORFを検索。
• 4つのORFを探し出し、塩基の番号(最初と終わり)および、それぞれがコードするタンパク質の名称を示せ。
• 講義4課題3
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36
結果
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演習
• 出てきたアミノ酸配列と、DNAデーターベース中に書いてある情報と比べてみよう。
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スプライシングの予測
• リンク集のGENESCANを使う。 • 配列はovalbuminを使う。
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イントロンとエキソンを塩基配列から推定する
・エキソン/イントロン境界部位の塩基配列
・エキソンにはタンパク質をコードする読み枠がある
https://schneider.ncifcrf.gov/sequencelogo.html (2016/7/26)
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40
ovalbumin遺伝子の配列をボックスにペースト
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結果の表示(1)
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42
結果の表示(2)
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43
演習
• 解析結果を見てみよ。
• 実際のイントロン、エキソンと比べ考察せよ。
– DNAデータの中に記述がある。
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44
転写因子結合部位の予測
• PLACEを使って、プロモーターのシス配列を探そう。 • シス配列:シス配列:プロモーター中で発現に影響を与える
短い塩基配列
プロモーター
構造遺伝子シス配列
転写因子
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45
PLACEにアクセスする (A Database of Plant Cis-acting Regulatory DNA Elements)
http://www.dna.affrc.go.jp/PLACE/
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46
演習:使い方
• Wheat histone H4 geneのプロモーターを調べ
る • DNAデータよりプロモーター部分を選択する。 • Featuresをみると、mRNAが669からとなってい
る。→1-668をプロモーターとする。 • 1から668の配列をコピーする。 • DNA配列をボックスにペーストする。 • submitボタンで検索開始。
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遺伝子の構造 転写を制御するプロモーター領域
ATG(開始コドン) 終止コドン
ATG(開始コドン) 終止コドン
mRNA
タンパク質
非翻訳領域 (untranslated region)を含む
5’ UTR, 3’UTR
転写開始点
プロモーター領域
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コムギのヒストンH4遺伝子のプロモーター領域の配列をコピー
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結果の表示(1)
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結果の表示(2)
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結果の表示(3)
コンセンサス配列が標示される
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国際塩基配列データベースで使用する核酸コード
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課題
• シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)のACT2遺伝子のプロモーター配列を調べてみる。
(配列はリンク集にあります。)
• 推定されるTATA boxのうち、転写開始点に最も近いものの配列とポジション、ストランド(+/-)についてメールの本文にまとめて提出。
• 講義4課題4