pqsfinder: an exhaustive and imperfection-tolerant search tool for potential quadruplex-forming sequences in R

Název česky

pqsfinder: balíček prostředí R pro vyhledávání potenciálních nedokonalých kvadruplexů

Typ

článek v časopise

Jazyk

anglicky

Autoři

Hon Jiří, Ing., Ph.D.
Martínek Tomáš, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Zendulka Jaroslav, doc. Ing., CSc. (UIFS)
Lexa Matej, Ing., Ph.D. (DFIT-děkan)

URL

https://academic.oup.com/bioinformatics/article-abstract/33/21/3373/3923794

Klíčová slova

G-quadruplex identification, G4, imperfect G4, potential quadruplex-forming sequence, PQS, pattern search

Abstrakt

Motivace: G-kvadruplexy (G4) jsou jedny z netypických DNA struktur, které byly pozorovány in vitro a pravděpodobně se utváří in vivo. Nedávné experimenty tuto hypotézu potvrzují. Ukazuje se, že kvadruplexy ovlivňují celou škálu molekulárních procesů v živých buňkách. Aby bylo možné kvadruplexy detailněji studovat, je potřebné přesně určit jejich možnou pozici v DNA sekvencích, kde by se mohly formovat. Výsledky: V tomto článku prezentujeme nový softwarový balíček pro prostředí Bioconductor, který slouží k identifikaci potenciálních kvadruplexů. Výsledný software je jednoduše použitelný, ale zároveň flexibilní a rozšiřitelný. Umožňuje identifikaci nejen kanonických kvadruplexů, ale i takových, které se odlišují od běžných forem. Jednou z hlavních předností prezentovaného nástroje je kvalitní skórovací model, který byl natrénován na experimentálních datech a vykazuje vyšší přesnost než srovnatelné konkurenční programy. Náš nástroj pqsfinder dosahuje přesnosti 96 % na datové sadě 392 experimentálně charakterizovaných sekvencí. Navíc jsme jej otestovali na datové sadě z G4-seq experimentu, abychom ověřili, jak dobře dokáže identifikovat kvadruplexy nalezené touto technologií. Korelace predikcí našeho nástroje s G4-seq daty byla 0,618, nejvyšší ze všech současných nástrojů.

popis doplnění

Softwarový balíček pqsfinder slouží k rychlé identifikaci sekvencí DNA, které pravděpodobně tvoří intramolekulární G-kvadruplex. G-kvadruplexy mají vliv na řadu důležitých molekulárních procesů v buňkách, nejčastěji jako pozitivní či negativní regulátor transkripce, nebo negativní regulátor replikace.

Balíček pqsfinder je unikátní tím, že oproti existujícím řešením umožňuje rychle identifikovat i takové G-kvadruplexy, které se různým způsobem odchylují od základní jednoduché formy G-kvadruplexů. Ze všech existujících nástrojů dosahuje na datové sadě experimentálně ověřených G-kvadruplexů nejvyšší přesnosti 96 % a zároveň vykazuje nejvyšší korelaci se sekvenačními daty zaměřenými na identifikaci všech G-kvadruplexů v lidském genomu.

Nástroj je dostupný skrze mezinárodní systém Bioconductor, který sdružuje plně dokumentovaný a technicky kvalitní software zaměřený na bioinformatickou analýzu genomických dat. Dále je dostupný skrze uživatelsky jednodušší webové rozhraní na adrese https://pqsfinder.fi.muni.cz.
Od svého zveřejnění v roce 2016 byl pqsfinder každý rok stažen více než 1600 krát (podle veřejně dostupných statistik systému Bioconductor).

Odborný článek popisující princip algoritmu pqsfinder byl dosud citován 12 mezinárodními časopiseckými publikacemi.

V budoucnu může pqsfinder pomoci objevit nové souvislosti mezi G-kvadruplexy v regulačních oblastech genů a některými nemocemi, a tím umožnit rychlejší nalezení nových léčebných postupů.

popis - stručný

Software pqsfinder podporuje výzkum v oblasti buněčných regulačních procesů tím, že přesněji identifikuje oblasti DNA, které mohou tvořit tzv. intramolekulární G-kvadruplexy. G-kvadruplexy ovlivňují regulaci řady důležitých molekulárních procesů v buňkách
V budoucnu tak může pqsfinder pomoci objevit nové souvislosti mezi G-kvadruplexy v regulačních oblastech genů a některými nemocemi, a tím umožnit rychlejší nalezení nových léčebných postupů.
Od svého zveřejnění v roce 2016 byl pqsfinder každý rok stažen více než 1600 krát.
Související odborný článek byl dosud citován 12 mezinárodními časopiseckými publikacemi.

Rok

2017

Strany

3373–3379

Časopis

BIOINFORMATICS, roč. 33, č. 21, ISSN 1367-4803

DOI

10.1093/bioinformatics/btx413

UT WoS

000413645800006

EID Scopus

2-s2.0-85043369900

BibTeX

@article{BUT145398,
  author="Jiří {Hon} and Tomáš {Martínek} and Jaroslav {Zendulka} and Matej {Lexa}",
  title="pqsfinder: an exhaustive and imperfection-tolerant search tool for potential quadruplex-forming sequences in R",
  journal="BIOINFORMATICS",
  year="2017",
  volume="33",
  number="21",
  pages="3373--3379",
  doi="10.1093/bioinformatics/btx413",
  issn="1367-4803",
  url="https://academic.oup.com/bioinformatics/article-abstract/33/21/3373/3923794"
}