[論文レビュー] FPCB : a simple and swift strategy for mirror repeat identification

Vikash Bhardwaj, Gupta Swapni+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 13, 2013

Genomics and Phylogenetic Studies被引用数 5

ひとこと要約

本論文では、DNAまたはmRNA配列におけるミラーレピートを特定するための単純で効率的な戦略、FPCBを提案する。この手法は、FASTA形式（F）で配列をダウンロードし、その並列補数列（PC）を生成し、元の配列と補数列の間で相同性検索（B）を実行する。このアプローチにより、少なくとも20の遺伝子において複数のミラーレピートが同定され、これらの配列の機能的および進化的研究を簡略化するための効果的なツールが提供される。

ABSTRACT

After the recent advancement of sequencing strategies, mirror repeats have been found to be present in the gene sequence of many organisms and species. This presence of mirror repeats in most of the sequences indicates towards some important functional role of these repeats. However, a simple and quick strategy to search these repeats in a given sequence is not available. We in this manuscript have proposed a simple and swift strategy named as FPCB strategy to identify mirror repeats in a give sequence. The strategy includes three simple steps of downloading sequencing in FASTA format (F), making its parallel complement (PC) and finally performing a homology search with the original sequence (B). At least twenty genes were analyzed using the proposed study. A number and types of mirror repeats were observed. We have also tried to give nomenclature to these repeats. We hope that the proposed FPCB strategy will be quite helpful for the identification of mirror repeats in DNA or mRNA sequence. Also the strategy may help in unraveling the functional role of mirror repeats in various processes including evolution.

研究の動機と目的

• ゲノム配列におけるミラーレピートを特定するための単純で迅速な手法の不足に対処すること。
• 多様な遺伝子にわたるミラーレピートの効率的同定を可能にする戦略の開発。
• 同定されたミラーレピートに対する標準化された命名法の提供。
• ミラーレピートの同定を容易にすることで、機能的および進化的研究を支援すること。
• 研究者によるゲノム研究に適した、使いやすく計算リソースをほとんど要しないツールの提供。

提案手法

• FPCB戦略は、DNAまたはmRNA配列をFASTA形式（F）でダウンロードすることから始まる。
• 配列は、比較のための同じ方向性を維持しながら、その並列補数列（PC）に変換される。
• 標準的なアラインメントツールを用いて、元の配列とその補数列（B）の間で相同性検索が実行される。
• この手法は、標準的なバイオインフォマティクスツールに依存しており、広範な互換性を確保している。
• 有効性の検証のため、少なくとも20の遺伝子にこのアプローチが適用された。
• 最小限の計算リソースで実装可能なように設計されており、実装が容易である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ゲノム配列におけるミラーレピートを特定するための単純で迅速な手法を開発できるか？
• RQ2 FPCB戦略は複数の遺伝子にわたってミラーレピートを効果的に同定できるか？
• RQ3 このアプローチを用いて同定可能なミラーレピートの種類と数は何か？
• RQ4 FPCB手法は、さまざまなDNAおよびmRNA配列に一貫して適用可能か？
• RQ5 ミラーレピートの体系的な同定から、どのような機能的または進化的な知見が得られるか？

主な発見

• FPCB戦略は、少なくとも20の異なる遺伝子においてミラーレピートを同定した。
• この手法は、複雑なアルゴリズムを必要とせず、ミラーレピートの同定において効率的で単純であることが示された。
• 解析された配列全体にわたり、多様な構造的パターンを示すミラーレピートの種類が観察された。
• 同定されたミラーレピートを分類する命名法システムが提案された。
• このアプローチは計算リソースをほとんど要せず、標準的なバイオインフォマティクスワークフローへの統合に適している。
• 結果から、ミラーレピートが遺伝子配列において機能的役割を果たしている可能性が示唆され、さらなる調査が求められる。