L’analisi del trascrittoma (l’insieme degli RNA trascritti) di un tessuto, o di un campione cellulare, è uno degli strumenti fondamentali per comprendere le proprietà biologiche globali del tessuto in esame (System Biology). Attualmente, la metodica più utilizzata per tale analisi è lo studio dei profili di trascrizione mediante microarray, che si basa sulla creazione di sonde specifiche per RNA noti da utilizzare per valutare la quantità degli RNA stessi presenti nel tessuto in esame. Le sonde possono essere costituite da cDNA oppure da oligonucleotidi creati tramite la tecnologia brevettata dalla ditta Affymetrix, che ne fornisce anche la piattaforma d’analisi. Uno degli scopi prioritari degli studi attuali dei profili di trascrizione è determinare quali regioni cromosomiche sono trascritte (mappe di trascrizione) al fine di comprendere i meccanismi di regolazione genica. Abbiamo sviluppato il software “TRAnscript Map Analizer” (TRAMA) per generare mappe di trascrizione genica umana da dati d’espressione, ottenuti da esperimenti sia mediante la piattaforma Affymetrix sia mediante array a cDNA. Il software richiede per funzionare la previa importazione delle informazioni riguardanti i cDNA umani noti, e se necessario quelle relative alle sonde Affymetrix del set umano U133, tutte prelevabili dal sito web “Genome Browser”. Inoltre, occorrono i dati aggiornati della banca dati UniGene, ottenibili anche utilizzando il software “UniGene Tabulator”. In seguito alla importazione dei dati di espressione da analizzare, il software genera una tabella per ogni tipo di cromosoma umano (per un totale di 24 tabelle) in cui ogni riga (record) contiene i dati di un segmento cromosomico di lunghezza fissata dall’utente, in bp, a cui sono associati i dati dell’espressione di quella regione e le informazioni sui geni in essa contenuti (indicati mediante il loro simbolo genico, o il relativo cluster di UniGene se il simbolo non è disponibile). L’espressione di ciascun segmento è visualizzabile come barra colorata dal verde al rosso proporzionalmente all’espressione media del cromosoma, rispettivamente più alta o più bassa. Successivamente, il software genera una seconda tabella per ogni cromosoma, contenente i segmenti con un’espressione pari ad almeno la media dell’espressione genica per quel cromosoma nell’esperimento analizzato. Inoltre il software genera, in una tabella separata, una singola mappa genomica virtuale che dispone in maniera contigua tutti i cromosomi umani, per analizzare l’espressione complessiva del genoma in un singolo esperimento. Il software può elaborare due diversi profili di espressione, generando in questo caso anche una mappa di trascrizione basata sul rapporto di espressione tra i due profili. In questo modo è possibile applicare il programma allo studio dei dati di espressione del genoma umano per la identificazione di "cluster" di geni coespressi (moduli funzionali) localmente definiti sulla mappa. Il software TRAMA è basato su FileMaker Pro 8.5, un gestore di basi di dati (databases) di semplice utilizzo, ed è distribuito come applicazione stand-alone per le piattaforme Macintosh e Windows corredato di una guida descrittiva per l’uso.

TRAMA: un programma per creare e analizzare mappe di trascrizione

LENZI, LUCA;FACCHIN, FEDERICA;FRABETTI, FLAVIA;CASADEI, RAFFAELLA;VITALE, LORENZA;CANAIDER, SILVIA;ZANNOTTI, MARIA;STRIPPOLI, PIERLUIGI
2007

Abstract

L’analisi del trascrittoma (l’insieme degli RNA trascritti) di un tessuto, o di un campione cellulare, è uno degli strumenti fondamentali per comprendere le proprietà biologiche globali del tessuto in esame (System Biology). Attualmente, la metodica più utilizzata per tale analisi è lo studio dei profili di trascrizione mediante microarray, che si basa sulla creazione di sonde specifiche per RNA noti da utilizzare per valutare la quantità degli RNA stessi presenti nel tessuto in esame. Le sonde possono essere costituite da cDNA oppure da oligonucleotidi creati tramite la tecnologia brevettata dalla ditta Affymetrix, che ne fornisce anche la piattaforma d’analisi. Uno degli scopi prioritari degli studi attuali dei profili di trascrizione è determinare quali regioni cromosomiche sono trascritte (mappe di trascrizione) al fine di comprendere i meccanismi di regolazione genica. Abbiamo sviluppato il software “TRAnscript Map Analizer” (TRAMA) per generare mappe di trascrizione genica umana da dati d’espressione, ottenuti da esperimenti sia mediante la piattaforma Affymetrix sia mediante array a cDNA. Il software richiede per funzionare la previa importazione delle informazioni riguardanti i cDNA umani noti, e se necessario quelle relative alle sonde Affymetrix del set umano U133, tutte prelevabili dal sito web “Genome Browser”. Inoltre, occorrono i dati aggiornati della banca dati UniGene, ottenibili anche utilizzando il software “UniGene Tabulator”. In seguito alla importazione dei dati di espressione da analizzare, il software genera una tabella per ogni tipo di cromosoma umano (per un totale di 24 tabelle) in cui ogni riga (record) contiene i dati di un segmento cromosomico di lunghezza fissata dall’utente, in bp, a cui sono associati i dati dell’espressione di quella regione e le informazioni sui geni in essa contenuti (indicati mediante il loro simbolo genico, o il relativo cluster di UniGene se il simbolo non è disponibile). L’espressione di ciascun segmento è visualizzabile come barra colorata dal verde al rosso proporzionalmente all’espressione media del cromosoma, rispettivamente più alta o più bassa. Successivamente, il software genera una seconda tabella per ogni cromosoma, contenente i segmenti con un’espressione pari ad almeno la media dell’espressione genica per quel cromosoma nell’esperimento analizzato. Inoltre il software genera, in una tabella separata, una singola mappa genomica virtuale che dispone in maniera contigua tutti i cromosomi umani, per analizzare l’espressione complessiva del genoma in un singolo esperimento. Il software può elaborare due diversi profili di espressione, generando in questo caso anche una mappa di trascrizione basata sul rapporto di espressione tra i due profili. In questo modo è possibile applicare il programma allo studio dei dati di espressione del genoma umano per la identificazione di "cluster" di geni coespressi (moduli funzionali) localmente definiti sulla mappa. Il software TRAMA è basato su FileMaker Pro 8.5, un gestore di basi di dati (databases) di semplice utilizzo, ed è distribuito come applicazione stand-alone per le piattaforme Macintosh e Windows corredato di una guida descrittiva per l’uso.
Atti del X Congresso della Associazione Italiana di Biologia e Genetica generale e molecolare (AI.B.G.), Torino, 20-22 Settembre 2007
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Lenzi L.; Facchin F.; Frabetti F.; Casadei R.; Vitale L.; Canaider S.; Zannotti M.; Strippoli P.
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