再也不用自己設計qPCR引物了(ICG+qPrimerDB超詳細中文版用法)

2021-03-01 生信人

小編之前推送過一些自己設計引物的用法,也夠詳細,見下面連結:

手把手教你設計PCR引物

RNAseq終極篇章qPCR

但是設計出引物仍舊P不出來,可如何是好。尤其對於我們第一次設計引物的,還是比較恐怖自己設計的好不好,能不能用問題。

科學總是在不斷發展,最近發表的兩個資料庫,對於我們設計引物小白來說,簡直就是福利了,不用自己去摸條件設計引物了,直接查閱即可了。主要的參考文獻如下:

Lu K, Li T, He J, et al. qPrimerDB: a thermodynamics-based gene-specific qPCR primer database for 147 organisms[J]. Nucleic Acids Research, 2017.

Sang J, Wang Z, Li M, et al. ICG: a wiki-driven knowledgebase of internal control genes for RT-qPCR normalization.[J]. Nucleic Acids Research, 2017.

實時定量PCR是一種能夠對目標基因的表達量進行準確定量分析的試驗技術。與傳統的基因表達檢測方法相比,該技術具有靈敏度高、特異性強、低樣品需求量及檢測範圍廣等特點。因此,實時定量PCR技術已經被廣泛地應用於分子生物學的研究當中。然而,內參基因以及qPCR引物的特異性和擴增效率直接關係到實時定量PCR結果的準確性和精確性,因此篩選出合理的內參基因,設計出高質量的qPCR引物對實時定量PCR至關重要。近日,北京基因組研究所生命與健康大數據中心開發的國際上首個實時定量PCR內參基因知識庫ICG,與西南大學農學與生物科技學院等單位研究構建的qPCR引物資料庫qPrimerDB,相輔相成,相信大家以後再也不用為螢光定量而煩惱。下面就這兩個資料庫做一個簡單的介紹。

ICG(http://icg.big.ac.cn/)

ICG是國際首個實時定量PCR內參基因知識庫,其收錄了包括動物(73)、植物(115)、真菌(12)和細菌(9)在內的209個物種的內參基因;ICG不僅為蛋白質編碼基因的表達模式研究提供實時定量PCR技術的標準化分析方案,也關注於非編碼RNA(如miRNA和circular RNA)的表達分析研究。ICG提供了兩個主要的分類「Species」和「Genes」以允許用戶訪問內參基因以及相關的特定實驗條件。

1.1 「Species」

進入主界面,點擊「Species」選擇你所需要的物種。

以大豆為例,出現以下界面。主要包括對該物種的描述,實驗條件,參考文獻和分類四個部分。對於每一個實驗條件,ICG都提供了豐富的信息以供參考。

1.1.1 「 Description」部分是對物種的簡單描述。

1.1.2 第二部分是不同實驗條件下(不同組織及不同脅迫處理)內參基因的詳細信息

1.1.2.1 「Internal ControlGenes」,該部分以列表的形式列出了內參基因的基因符號,基因名字,所適用的實驗條件,基因編號,引物序列,產物大小,退火溫度以及做RT-qPCR時所使用的檢測方法。


1.1.2.2 「Molecular Types」,指內參基因的分子類型(mRNA,miRNA和circular RNA)

1.1.2.3 該部分提供了內參基因穩定性的評價方法以及相關的參考文獻,此外還提供了通訊作者的相關信息和文章被引用情況。

 

1.1.3 「References」,與該物種有關的參考文獻。

1.1.4 「Categories」,分類信息。

1.2 「Genes」

考慮到一個基因可能被用作多個物種的參考基因,ICG設置了一個專門的頁面(http://icg.big.ac.cn/index.php/ICG:Genes),該頁面包含了基因符號,基因全稱,物種名字,實驗條件以及參考文獻等信息。我們可以在搜索框中輸入我們想要查找的內參基因,以actin為例,在搜索框中輸入actin進入下圖界面,所有物種的actin基因就會顯示出來。

點擊基因符號中的ACT進入下圖界面,該界面包括SynonymousGenes, Applicable Species, Featured Sequence, Conserved Domains和ExternalLinks五個部分。

1.2.1 「Synonymous Genes」

該部分給出了所搜索內參基因的所有同義詞,如ACT又叫Actin,Actin7, beta-actin等。

1.1.2 「Applicable Species」

內參基因適用的物種,基因名字,推薦的適用條件,參考文獻信息以及對應的超連結等。

1.2.3 「Featured Sequence」

該部分提供了代表物種的ACT基因序列

1.2.4 「Conserved Domains」

代表物種中ACT基因的保守結構域信息。

1.2.5 「External Links」

與ACT基因相關的外部超連結。

1.3 ICG還提供了專門用於查找非編碼RNA內參基因(http://icg.big.ac.cn/index.php/Category:Non-coding_RNA)以及用於下載內參基因基因序列(http://icg.big.ac.cn/index.php/Downloads)的界面,以方便用戶的使用。

ICG知識庫提供了豐富的實時定量PCR內參基因信息,以幫助小夥伴們針對各自的實驗目的來定製出合理的標準化分析策略,篩選出合理的內參基因。

2. qPCR引物資料庫-qPrimerDB

qPrimerDB(http://biodb.swu.edu.cn/qprimerdb)是西南大學農學與生物科技學院等單位研究構建的。該資料庫共包括147個已經完成全基因組測序的物種,這147個物種包含80種動物(37種哺乳動物、17種昆蟲、10種魚類、4種鳥類和12種其他動物)、1種真菌(酵母)和66種植物(39種雙子葉植物、18種單子葉植物和9種其他植物)。

2.1 Browse function

有兩種方法可以瀏覽關於一個特定物種qPCR引物的所有信息。以模式作物擬南芥為例。第一種方法是在主頁中直接點擊Plants­-Eudicotyledons-Arabidopsis thalians來瀏覽擬南芥的qPCR引物信息,第二種方法是通過導航欄中的」Browse」模塊來選擇你感興趣的物種。


當我們選擇好物種之後,就會出現關於擬南芥25995個基因最佳引物的詳細信息。包括引物ID,基因ID,primer level,正向引物序列,反向引物序列,引物對的覆蓋率,擴增產物的大小,GC含量,正向引物的退火溫度,反向引物的退火溫度,正向引物的自由能,反向引物的自由能和跨越的外顯子數。可以通過更改頁面右下角「Show rows」的數字來選擇每頁結果所顯示的條數,點擊每一列右上角的篩選按鈕可以對結果進行篩選和排序。

點擊圖A PrimerID下的藍色方框,就會顯示出該引物的詳細信息。除了上圖中列表中給出的信息之外,還包括擴增產物的序列信息和相應基因的CDS序列信息,如圖B。

點擊圖A中Gene ID下的藍色方框或圖B左上方的藍色方框,就可以看到該基因的所有引物列表。

點擊上圖「primerID」下的藍色方框,就進入了該引物的詳細信息界面,包括引物的描述信息和引物的序列信息,如下圖。

2.2 搜索功能

該網站還提供快速搜索功能,在該網站每一個頁面的右上角都有一個搜索框,先點擊「Organisms」按鈕,選擇一個或多個要搜索的物種,然後在搜索框中輸入關鍵字進行搜索,用戶可以選擇三種類型的關鍵字:「Gene Description」,「Gene IDs」和「Primer IDs」。

下面以擬南芥RNA聚合酶為例進行搜索,點擊「Organisms」按鈕,選擇「Arabidopsisthaliana」,在搜索框中輸入「RNA polymerase」,然後點擊「Search」按鈕。

搜索結果如下,不僅可以點擊藍色方框看相應引物和基因的詳細信息,還可以選擇勾選列表左側的方框,再點擊底部的綠色方框,將結果輸出為XLS或JSON格式的文件。是不是很方便呢?

2.3 qPrimerDB的BLAST功能

qPrimerDB BLAST是用NCBI-BLAST+構建的比對工具,用於在資料庫中比對和搜索同源序列,可以同時選擇多個資料庫進行比對。由於同一個基因在不同的資料庫中有不同的基因ID號,因此qPrimerDB提供了一個BLAST功能,用於將qPrimerDB無法識別的基因ID轉化成可以識別的基因ID。

下圖紅色方框是Blast中的一些常用參數。「Database」用來選擇所要搜索的資料庫。「Program」可根據query序列的類型進行選擇,blastn是指用核酸序列搜索核酸資料庫;blastx是指用蛋白序列來搜索核酸資料庫,核酸資料庫中的序列按照六個讀碼框翻譯後與蛋白質序列進行比對搜索;tblastx是核酸序列對核酸庫在蛋白質質級別的比對,兩者都在搜索之前翻譯成為蛋白質進行比對。「Expect」是期望值。「Word size」用來設定字長大小,值越大,比對上的結果越少。輸出格式有「Strandard」和「Table」兩種形式。在空白文本框中輸入FASTA格式的序列文件,或者基因ID(在ID號前必需加「ID:」前綴),點擊「Submit」進行搜索。

若結果選擇標準輸出,則點擊「Get Primer」按鈕來獲得引物的詳細信息;若結果是列表輸出,則點擊藍色方框的超連結進入引物詳細信息界面。

2.4 下載

在qPrimerDB中,每個物種的最佳引物和所有的qPCR引物被分別壓縮成了兩個zip文件以供下載。用戶可以通過導航欄的「Downloads」菜單進行下載。在下載的文件中除了瀏覽和搜索工具中展示的結果外,還包括正向和反向引物的ID。

2.5 用戶手冊

在主頁「Documents」菜單下的「Manual」有用戶使用手冊,使用戶能輕鬆了解資料庫的特點以及高效地獲取qPCR的引物和相關信息。

有了qPrimerDB資料庫,我們再也不用自己設計qPCR引物了!

 

一個物種一個家

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