Войти
SEA-PHAGES означает Альянс научного образования - Охотники за фагами, продвигающие геномику и эволюционную науку ; ранее он назывался Национальной инициативой по исследованию геномики. Это была первая инициатива, запущенная Медицинским институтом Ховарда Хьюза (HHMI) Альянсом научного образования (SEA) их директором Туахуанда К. Джордан в 2008 году с целью улучшения удержания Студенты, изучающие естественные науки, технологии, инженерию и математику (STEM). SEA-PHAGES - это двухсеместровая исследовательская программа для студентов, проводимая группой Питтсбургского университета Грэма Хатфулла и Отделением естественнонаучного образования Медицинского института Говарда Хьюза. Студенты из более чем 100 университетов по всей стране проводят аутентичные индивидуальные исследования, которые включают в себя лабораторию с мокрым столом и компонент биоинформатики.
В течение первого семестра этой программы классы около 18-24 студентов бакалавриата работают под руководством одного или двух преподавателей университета и ассистента аспиранта, которые прошли два недельных учебных семинара, чтобы изолировать и охарактеризовать свой личный бактериофаг, который заражает специфическая бактериальная клетка-хозяин из местных образцов почвы. После того, как студенты успешно изолировали фаг, они могут классифицировать их, визуализируя их с помощью изображений с электронного микроскопа (ЭМ). Кроме того, ДНК извлекается и очищается студентами, и один образец отправляется на секвенирование, чтобы быть готовым к учебной программе второго семестра.
Второй семестр состоит из аннотации геном класс, отправленный на секвенирование. В этом случае учащиеся работают вместе, чтобы оценить гены для определения координат старта и остановки, сайтов связывания рибосом и возможных функций тех белков, в которых кодируется последовательность. Как только аннотация заполнена, она отправляется в базу данных последовательностей ДНК GenBank Национального центра биотехнологической информации (NCBI). Если в семестре еще есть время или отправленную ДНК не удалось секвенировать, класс может запросить файл генома из Университета Питтсбурга, который еще не был секвенирован. В дополнение к приобретенным лабораторным и биоинформатическим навыкам студенты имеют возможность публиковать свои работы в академических журналах и посещать национальную конференцию SEA-PHAGES в Вашингтоне, округ Колумбия или региональный симпозиум.
Все подробности, касающиеся фага каждого учащегося, публикуются путем внесения их в онлайн-базу данных PhagesDB для расширения знаний сообщества SEA-PHAGES в целом.
Starterator создает отчет, сравнивая вызываемые стартовые сайты генов в том же Pham в аннотированных геномах фагов и других черновиках ; Таким образом, студенты могут предложить подходящий старт для автоаннотированных генов в их геноме актинобактериофага. Обычно это не основной источник вызова запуска гена, потому что он не всегда поддерживается информацией из других программ или координаты старт-стоп не совпадают для гена, вызываемого DNA Master.
Они сравнивают аминокислотную последовательность гена с другими секвенированными или аннотированными геномами фагов в базе данных для студентов из сообщества SEA-PHAGES, чтобы предсказать начало и функции их белков.
Это программное обеспечение генерирует отчет со своим алгоритмом, который показывает потенциал кодирования для шести возможных открытых рамок считывания конкретного генома, поэтому вероятность существования гена может быть оценена во время аннотации.
DNA Master - это бесплатное программное обеспечение, которое студенты могут загрузить на компьютер под управлением Windows, в котором используются программы GLIMMER, GeneMark, Aragorn и tRNAscan-SE для автоматической аннотации генома, загруженного в виде файла в формате FASTA. Поскольку это делается с помощью компьютерного алгоритма, который использует только три программы и может быть не таким обновленным, как онлайн-версии, каждый предлагаемый ген должен быть подтвержден аннотациями учащихся. Они проходят несколько раундов экспертной оценки, прежде чем он будет принят. рассмотрено экспертами PhagesDB, затем его можно отправить в GenBank.
Эти программы используются DNA Master для прогнозирования начала генов путем оценки вероятности шести открытых рамок считывания (ORF) и сигналы сайта связывания рибосомы (RBS). Часто GLIMMER и GeneMark согласовывают прогнозы во время автоаннотации, но иногда они дают разные начала, которые необходимо оценивать во время ручного аннотирования; GLIMMER в настоящее время является наиболее обновленным программным обеспечением и обычно используется для окончательной начальной координаты.
Этот алгоритм используется DNA Master, и есть онлайн-версия, которую можно использовать для перекрестных ссылок на вызовы, сделанные программным обеспечением. Он показывает определенные тРНК и тмРНК в геноме путем поиска очень специфических последовательностей, которые складываются в характерную вторичную структуру клеверного листа. Хотя этот алгоритм считается очень точным, учитывая, насколько быстро он дает результаты, он может пропустить некоторые тРНК, которые не находятся в точном соответствии с его параметрами поиска.
Эта программа позволяет студентам идентифицировать возможные кодирующие области для тРНК в последовательности, которая была бы пропущена Арагорном, потому что это включает обнаружение необычных гомологов тРНК; хотя обе программы имеют чувствительность 99-100%. tRNAscan-SE не обнаруживает тРНК, но вместо этого выводит результаты информации, обработанной тремя независимыми программами прогнозирования тРНК: tRNAscan, EufindtRNA и поиск ковариационной модели тРНК.
Phamerator показывает визуальное представление генов и их сходство с другими выбранными геномами фагов путем пометки их цветными прямоугольниками на основе группировки Фамили или Фама. Затем учащиеся могут просматривать, сравнивать, сохранять и распечатывать карты генома с цветовой кодировкой во время аннотаций. Возможные вставки или делеции можно увидеть по соединительным линиям между выбранными геномами фагов. Также с помощью этой программы можно получить доступ к нуклеотидным и белковым последовательностям; однако начало и конец не всегда совпадают с таковыми у DNA Master, поэтому последовательности могут быть неправильными.
Эти онлайн-программы используются для прогнозирования функций белков путем сравнения аминокислотных или нуклеотидных последовательностей всех секвенированных геномов, а не только фагов. HHPred обнаруживает гомологию в последовательностях с другими белками, функции которых выполняются в любом организме. Кроме того, если белок был идентифицирован в другой последовательности, может быть предоставлена созданная компьютером структура для визуализации возможного сворачивания аминокислот.
