尋找啟動子的三種方法.

2021-01-18 果子學生信
果子嘮嗑

高師姐的周四實驗專欄,目前快要到50篇了。在公眾號菜單欄可以看到合集。
整個實驗專欄覆蓋了科研中的常見和不常見技術。
無論哪一個技術,都夾帶了高師姐的個人經驗,而這個是我比較喜歡看的部分。

免疫螢光和coip部分講的極其精彩,直接導致我們所裡的雷射共聚焦需要預約排隊。
在寫作的過程中,她的文章也被陸續接受,博士畢業後現在換了個方向在做博後,未來一定還有更多好玩有趣的技術呈現出來。
就比如高師姐用尿素提蛋白的帖子,直接幫助了另外一位朋友按時畢業。

我們大部分人都做過實驗,如果興趣起來,也能寫一兩篇帖子,但是,能寫一系列帖子的,並不多見。
做一個能分享的人並不容易,第一要有貨,第二要有意願,二者兼備,沒那麼簡單。

以下是正文

(本該是周四的帖子)
我把周四給忘了,感覺不是正常上班的日子,老是要忘記時間,都不曉得是好是壞。昨天馬伯庸老師發了一條微博說他已經老了的時候,高曉松老師回的那條微博,我都感覺我經常犯。常常手機拿在手裡還到處找手機。總感覺是現在信息太爆炸了,仿佛看了很多,聽說了很多,但是常常又什麼都不記得。印象中記憶深刻還常常是兒時的一些小場景。


今天是驚蟄了,驚蟄這個詞還挺美的,此時節,春催萬物。前兩天,我和周先生去南濱路跑步,看到到處的李子花都開了,就是上面第一張圖,周先生很奇怪的說,今年花開得好早啊,一般不是要第一聲春雷過後才會大開嗎?當時我還挺詫異的,他所謂的第一聲春雷是什麼,後來細想,他應該是說的驚蟄時節吧。心裏面微異,像他這種大老粗的糙人怎麼會知道這些。他告訴我是小時後家裡面老人告訴他的。再次感慨勞動人民的智慧啊。
今天看到街上的人和車多了非常多,不知遠方的你們是否也復工了呢?


今天我們接著上周的內容分享,我們上周講了一些怎麼看基因的一些組成元件以及它在基因組上的位置。
這周我們主要分享我常用的查找基因啟動子的三種方法。

第一種,NCBI

還是拉到如下圖位置,點擊FASTA:


注意:此處的「genomic sequence」要與上一步的參考基因一致

2 . 基因位置如下圖:包括基因序列(左),基因位置(右)

計算啟動子區域
啟動子區域一般位於基因上遊的2000bp或者下遊的1000bp(保守一些的話可以縮短到下遊500bp),此處我們查詢上遊2000bp。
那問題來了,小鼠cx3cr1位於九號染色體,120048683-120068296。
那上遊是指的120048683上遊2000bp呢(120046684-120048683)還是120068296的下遊 (120068296-120070295)
要是你把基因的位置搞清楚,那此個問題迎刃而解。我們上周專門強調了cx3cr1這個基因在基因的互補序列上,所以應該是 120068296的下遊 (120068296-120070295)才是cx3cr1這個基因的上遊2000bp。

對於啟動子計算
正義鏈上:小的數字-2000
反義鏈上:大的數字+2000

change region shown中的selected region輸入我們上步計算的啟動子區域


此處需要注意:
1.確保customize view中的show reverse complement,勾選上,因為我們的cx3cr1在反義鏈上。
2. 在勾選以及輸入region後,需要點擊Update View刷新

以下序列即是我們的cx3cr1潛在啟動子區域序列了


上面一排是指的對序列的注釋,在位置坐標前面有個「c」,這個「c」就是complement的縮寫,代表這段序列是在反義鏈上。而且此處的位置是從大到小,也說明此序列在互補鏈上。一般認為基因上遊2 kb區域為該基因的promoter區域,所以將基因上遊2 kb序列調出來。
複製上述序列就是基因的啟動子序列了。

第二種,查找基因的啟動子區域-UCSC

打開UCSC:http://www.genome.ucsc.edu/,點擊Table Browser:

按照下圖所示填好基因相關信息,點擊get output:

選擇genomic:

勾選Promoter/Upstream by選項,並將其改為2000 bases,然後點擊get sequence:

得到下面的序列信息,開頭到第一個大寫字母前面的所有小寫字母序列即為該基因的promotor序列,你可以跟NCBI上得到的序列比對一下,看看是不是一樣的呢?

比對結果如下:



從上面我們發現只有430bp是一樣的。UCSC的資料庫還是2011年的,所以大家可以思考一下。

第三種,查閱文獻

每當遇到上述問題時,我總能想起果子老師說的當你遇到不能解決的問題時,不要忘記上網查閱,因為基本都有人遇到過。
所以,此刻,我就查閱了文獻

我在谷歌裡面輸入cx3cr1 promotor region,出現了下面的文獻

因為這篇文章是2003年發表在JBC上的,2003年的JBC那是相當的牛逼。在閱讀這篇文章時你會發現它標的基因位置與現在的不怎麼一樣,這種情況下,你可以自己根據它的基因序列進行校準。

這篇文章通過常用的找尋啟動子位置的實驗(雙螢光素酶報告系統,5『 Race,3』Race實驗)找到人和小鼠的cx3cr1的promotor區域。具體的我就不細講,大家感興趣的可以讀讀。

下圖是這篇文章的Fig6,這圖正是我要找的。這圖告了我人和小鼠cx3cr1promotor region的保守序列在哪裡,並告知哪一段是positive regulation,哪一段是negative regulation。這個為什麼對我重要,因為我找到啟動子是為了繼續找轉錄調控因子的。而我們一般用小鼠做實驗,希望在小鼠身上找的的序列和人的是非常保守的。


我今天只是拋磚引玉分享我常用的方法,此外還有很多網站是可以預測promotor的,尤其是那種目前尚未有文獻報導的基因的promotor。

1.Neural Network Promoter Prediction
進入BDGP: (http://www.fruitfly.org/seq_tools/promoter.html),進行啟動子預測.網頁是這個樣子的


說明一下,這個網站預測出來的promoter都是50bp
2. Promoter 2.0 Prediction
使用Promoter 2.0 Prediction (http://www.cbs.dtu.dk/services/Promoter/)
3. Softberry預測
很多網站,比如TSSW、TSSP、TSSG、FPROM都是softberry提供的啟動子預測工具,進入官網(http://www.softberry.com/),然後點擊service即可。
4. EPD Eukaryotic Promoter Database
http://epd.vital-it.ch/
5. SCOPE
http://genie.dartmouth.edu/scope/
6. MPromDb這個主要是預測人和小數的
http://mpromdb.wistar.upenn.edu/login
此外還有很多,上面我列舉的是我用過並且還覺得不錯的,大家可以試試。
好了,今天就到這裡了,我們下周四再見。

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