Xenbase es una base de datos de organismos modelo (MOD) que proporciona recursos informáticos, así como datos genómicos y biológicos sobre las ranas Xenopus . [1] Xenbase está disponible desde 1999 y cubre las variedades X. laevis y X. tropicalis Xenopus. [2] A partir de 2013, todos sus servicios se ejecutan en máquinas virtuales en un entorno de nube privada, lo que lo convierte en uno de los primeros MOD en hacerlo. [3] Además de albergar datos y herramientas de genómica, Xenbase apoya a la comunidad de investigación de Xenopus a través de perfiles para investigadores y laboratorios, y publicaciones de trabajos y eventos.
Contenido | |
---|---|
Descripción | Xenbase: la base de conocimientos del organismo modelo Xenopus. |
Tipos de datos capturados | Literatura, secuencia de nucleótidos, secuencia de ARN, secuencia de proteínas, estructura, genómica, morfolinos, vías metabólicas y de señalización, genomas humanos y de otros vertebrados, genes y enfermedades humanos, datos de microarrays y otra expresión génica, recursos proteómicos, otra biología molecular, orgánulo |
Organismos | Xenopus laevis y Xenopus tropicalis |
Contacto | |
Centro de Investigación | Hospital de Niños de Cincinnati , Universidad de Calgary |
Laboratorio | Laboratorio Zorn , laboratorio Vize |
Cita primaria | PMID 29059324 |
Fecha de lanzamiento | 1999 |
Acceso | |
Sitio web | http://www.xenbase.org/ |
URL de descarga | ftp://ftp.xenbase.org/pub/ |
Herramientas | |
Ser único | BLAST , JBrowse, GBrowse, Textpresso |
Diverso | |
Licencia | Dominio publico |
Frecuencia de publicación de datos | Continuo |
Versión | 4.x |
Política de curación | Comisariada profesionalmente |
Entidades que se pueden marcar | sí |
Plataforma de software y hardware de Xenbase
Xenbase se ejecuta en un entorno de nube. [3] Sus máquinas virtuales se ejecutan en un entorno VMware vSphere en dos servidores, con equilibrio de carga automático y tolerancia a fallas . El software Xenbase utiliza Java , JSP , JavaScript , AJAX , XML y CSS . También utiliza IBM 's de WebSphere Application Server y el IBM DB2 base de datos. Las mismas plataformas de hardware y software son compatibles con Echinobase .
Xenopus como organismo modelo
El organismo modelo Xenopus es responsable de una gran cantidad de nuevos conocimientos sobre el desarrollo embrionario y la biología celular. Xenopus tiene una serie de ventajas experimentales únicas como modelo de vertebrado. Entre ellos, el más importante es la robustez de los embriones tempranos y su facilidad para la microinyección y la microcirugía. Esto los convierte en un sistema particularmente atractivo para probar la actividad ectópica de productos génicos y experimentos de pérdida de función utilizando reactivos antagonistas como morfolinos, proteínas dominantes-negativas y neomórficas. Los morfolinos son oligonucleótidos sintéticos que se pueden usar para inhibir el corte y empalme de ARN nuclear o la traducción de ARNm y son el reactivo común de inhibición de genes en Xenopus, ya que aún no se ha demostrado que ni ARNsi ni miARN funcionen de manera reproducible en embriones de rana. [4] Los embriones de Xenopus se desarrollan muy rápidamente y forman un conjunto completo de tejidos diferenciados a los pocos días de la fertilización, lo que permite un análisis rápido de los efectos de la manipulación de la expresión génica embrionaria . [5] El gran tamaño de los embriones y la facilidad para la microinyección también los hace muy adecuados para los enfoques de microarrays . Además, estas mismas características hacen de Xenopus, uno de los pocos organismos modelo de vertebrados adecuados para pantallas químicas. [6] Xenbase proporciona una gran base de datos de imágenes que ilustran el genoma completo, películas que detallan la embriogénesis y múltiples herramientas en línea útiles para diseñar y realizar experimentos con Xenopus .
Xenopus como modelo de enfermedad humana
Xenopus se puede utilizar para modelar enfermedades humanas causadas por genes comunes. [7] Xenbase respalda esto mediante el mapeo de la ontología de enfermedades y las enfermedades OMIM con genes y publicaciones de Xenopus.
Contenidos y herramientas de Xenbase
Xenbase proporciona muchas herramientas útiles tanto para la investigación profesional como para el aprendizaje académico. A continuación se destacan algunas de las herramientas, junto con una breve descripción. Para obtener detalles completos sobre las herramientas proporcionadas, los usuarios pueden consultar las publicaciones de Xenbase. [8] Se incluye una introducción detallada al uso de Xenabse. [9]
- Integración y visualización de datos NGS . [10]
- Visores de RNA-Seq : gráficos de perfiles de expresión temporal y mapas de calor de expresión espacial (anatomía) para laevis y tropicalis
- Enfermedades : los usuarios pueden buscar ontología de enfermedades y enfermedades OMIM para encontrar genes y publicaciones relevantes de Xenopus.
- Expresión genética : Xenbase admite la búsqueda y visualización de conjuntos de datos de Omnibus de expresión genética (GEO), asignados a los genomas más recientes de Xenopus.
- BLAST : los usuarios pueden BLAST contra genomas, ARN y secuencias de proteínas de Xenopus
- Navegador Genome : Xenbase utiliza tanto JBrowse como GBrowse
- Búsqueda de expresiones y búsqueda de clones : busque por símbolo de gen, nombre del gen, elemento de anatomía, etc.
- Directrices de nomenclatura genética : Xenbase es el organismo oficial responsable de la denominación de genes Xenopus
- Búsqueda de literatura: Textpresso : utiliza un algoritmo para hacer coincidir su búsqueda con criterios específicos o sección de un artículo. Por ejemplo, podría identificar artículos que describan genes HOX y limitar sus resultados a artículos que usen morfolinos.
- Anatomía y desarrollo : imágenes, mapas de destino, videos, etc.
- Enlace comunitario : personas, trabajos, laboratorios que estudian Xenopus
- Lista de protocolos : identifique clones, anticuerpos, procedimientos
- Stock Center : apoya el National Xenopus Resource, el European Xenopus Resource Center, etc. para ayudar a los investigadores a obtener reservas de ranas o formación avanzada en investigación.
Premio Nobel de Investigación de Xenopus 2012
El Premio Nobel de Medicina o Fisiología fue otorgado a John B. Gurdon y Shinya Yamanaka el 8 de octubre de 2012. [11] por la reprogramación nuclear en Xenopus. [12]
Importancia: Los experimentos de Gurdon desafiaron el dogma de la época que sugería que el núcleo de una célula diferenciada está comprometido con su destino (Ejemplo: un núcleo de célula hepática sigue siendo un núcleo de célula hepática y no puede volver a un estado indiferenciado).
Específicamente, los experimentos de John Gurdon mostraron que un núcleo celular maduro o diferenciado puede volver a su forma inmadura e indiferenciada; este es el primer caso de clonación de un animal vertebrado.
Experimento : Gurdon utilizó una técnica conocida como transferencia nuclear para reemplazar el núcleo muerto de un huevo de rana ( Xenopus ) con un núcleo de una célula madura (epitelio intestinal). Los renacuajos resultantes de estos huevos no sobrevivieron mucho tiempo (más allá de la etapa de gastrulación), sin embargo, una mayor transformación de los núcleos de estos huevos de Xenopus a un segundo conjunto de huevos de Xenopus dio como resultado renacuajos completamente desarrollados. Este proceso (transferencia de núcleos de células clonadas) se denomina trasplante en serie.
Investigación de Xenopus utilizando herramientas de Xenbase
Para proporcionar ejemplos de cómo se podría utilizar Xenbase para facilitar la investigación académica, a continuación se describen brevemente dos artículos de investigación.
- Pantallas genéticas de mutaciones que afectan el desarrollo de X. tropicalis . [13]
Este documento utiliza recursos de Xenbase para crear y caracterizar mutaciones en Xenopus tropicalis . Goda et al., Realizaron un cribado genético a gran escala en embriones de X. tropicalis para identificar mutaciones nuevas (2006). Los defectos se observaron y se clasificaron en 10 categorías diferentes de la siguiente manera: ojo, oído, cresta neural / pigmento, enano, axial, intestinal, cardiovascular, cabeza, cardiovascular más motilidad y circulación. Se realizaron más estudios sobre el mutante whitehart "wha" que no tiene sangre circulante normal. La página Xenopus Molecular Marker Resource se utilizó para diseñar un experimento de microarrays que comparó el tipo salvaje (circulación normal) y el mutante X. tropicalis "wha" . El análisis de los datos de microarrays reveló que 216 genes tenían cambios significativos en la expresión, siendo los genes implicados en la biosíntesis de hemoglobina y hemo los más afectados, lo que coincide con la observación de que "wha" puede tener un papel en la hematopoyesis.
- Los TALEN de alta eficiencia permiten el análisis funcional de F0 mediante la alteración de genes dirigida en embriones de Xenopus laevis. [14]
El artículo de 2013 de Suzuki et al. describe el uso de una técnica de eliminación de genes relativamente nueva en X. laevis . Tradicionalmente, los oligonucleótidos morfolino antisentido han sido el método de elección para estudiar los efectos de la eliminación transitoria de genes en Xenopus .
En comparación con los morfolinos que interrumpen la expresión génica al inhibir la maquinaria de traducción, los TALEN interrumpen la expresión génica al unirse al ADN e introducir rupturas bicatenarias. [15] [16] Xenbase se utilizó para obtener secuencias disponibles públicamente para tirosinasa (tyr) y Pax6 , necesarias para el diseño de TALEN. La eliminación tanto de Pax6 como de tyr fue altamente eficiente con TALEN, lo que sugiere que la alteración de genes con TALEN puede ser una alternativa o un método mejor para usar en comparación con los morfolinos antisentido.
Ver también
- Echinobase
- FlyBase
- WormBase
- Informática del genoma del ratón
- ZFIN
- DictyBase
Referencias
- ^ K. Karimi y col. (2017) Xenbase: una base de datos de organismos modelo genómico, epigenómico y transcriptómico , Nucleic Acids Research (NAR), gkx936
- ^ PD Vize y col. (2015) Desafíos informáticos y de bases de datos en la representación de especies de Xenopus diploides y tetraploides en Xenbase , Cytogenet Genome Res 2015; 145: 278-282
- ↑ a b K. Karimi y PD Vize (2014). Virtual Xenbase: transición de un recurso bioinformático en línea a una nube privada , base de datos, doi: 10.1093 / database / bau108
- ^ Eisen, JaS, J.. (2008). Controlar los experimentos de morfolino: no dejes de hacer antisentido. Desarrollo, 135 (10): pág. 1735-1743.
- ^ Datos de expresión génica para Pax8 gen en el sitio de xenbase
- ^ Wheeler, GN y AW Brändli (2009). "Modelos de vertebrados simples para la genética química y las pantallas de descubrimiento de fármacos: lecciones del pez cebra y Xenopus". Dinámica del desarrollo 238 (6): 1287-1308.
- ^ Nenni y col. (2019). Xenbase: Facilitando el uso de Xenopus para modelar enfermedades humanas , Fronteras en fisiología, Volumen 10, doi: 10.3389 / fphys.2019.00154
- ^ "Publicaciones de Xenbase" .
- ^ James-Zorn y col. (2018) Navegando por Xenbase: una base de datos de expresión genética y genómica integrada de Xenopus , bases de datos genómicas eucariotas: métodos y protocolos, volumen 1757, capítulo 10, págs. 251-305, doi: 10.1007 / 978-1-4939-7737-6
- ^ Fortriede y col. (2020) Xenbase: integración profunda de datos GEO & SRA RNA-seq y ChIP-seq en una base de datos de organismos modelo , Nucleic Acids Research (NAR), Volumen 48, Número D1, 08 de enero de 2020, Páginas D776 – D782, doi: https : //doi.org/10.1093/nar/gkz933
- ^ "El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2012 - Comunicado de prensa" .
- ^ Gurdon, JB (1962). La capacidad de desarrollo de los núcleos extraídos de las células del epitelio intestinal de los renacuajos que se alimentan. Revista de Embriología y Morfología Experimental, 10 (4): p. 622-640
- ^ Goda, T., Abu-Daya, Anita, Carruthers, Samantha, Clark, Matthew D., Stemple, Derek L., Zimmerman, Lyle B. (2006). "Pantallas genéticas para mutaciones que afectan el desarrollo de Xenopus tropicalis". PLoS Genet 2 (6): e91
- ^ Suzuki, K.-i. T., Y. Isoyama y col. (2013). "Los TALEN de alta eficiencia permiten el análisis funcional de F0 mediante la alteración de genes dirigida en embriones de Xenopus laevis". Biología Abierta
- ^ Boch, J. (2011). "CUENTOS sobre la focalización del genoma". Nat Biotech 29 (2): 135-136
- ^ Huang, P., A. Xiao, et al. (2011). "Orientación genética hereditaria en pez cebra utilizando TALEN personalizados". Nat Biotech 29 (8): 699-700