Ćwiczenie 4.

Bookshelf

Baza Bookshelf zawiera elektroniczne wersje książek i monografii o tematyce biomedycznej. Niektóre z nich opatrzone są linkami łączącymi poszczególne poruszane w nich tematy z innymi bazami NCBI (Gene, OMIM, PubMed, PubChem). Ponadto do niektórych pozycji dostępne są animowane samouczki. Część książek dostępna jest w formacie PDF i istnieje możliwość skopiowania ich na swój komputer.

Do bazy wchodzi się wybierając „Books” z głównego menu na stronie http://ncbi.nlm.nih.gov.

Wszystkie zasoby można przeszukiwać za pomocą wewnętrznej wyszukiwarki. Część książek można też przeglądać rozdział po rozdziale, bez wyszukiwania konkretnego hasła. Aby było to możliwe należy wybrać interesującą pozycję z dostępnej na stronie głównej bazy Bookshelf listy „Book list” (klikając w ikonę z okładką książki lub w jej tytuł). W pojawiającym się następnie spisie treści rozdziały podkreślone to hiperłącza przenoszące do tekstu danego rozdziału. Jeśli rozdział nie jest podkreślony, oznacza to, iż nie jest on dostępny do przeglądania, jedynie do przeszukiwania za pomocą konkretnego hasła. Stopień dostępności książki uzależniony jest od porozumienia jej wydawcy z NCBI.

Aby przeszukiwać bazę Bookshelf, termin będący przedmiotem zainteresowania należy wpisać w okno wyszukiwania, a następnie kliknąć „Go”. Wyświetli się lista wyników - książek, w kolejności od zawierającej największą liczbę trafień. W zakładce „Figures” wyświetlają się odnośniki do ilustracji odpowiadających zapytaniu.

Obszar wyszukiwania można ograniczyć do jednej, konkretnej pozycji książkowej. W tym celu z listy na stronie głównej wybieramy pożądaną książkę. Pojawia się spis treści książki, a na górze okno wyszukiwania z opcjami szukania tylko w tej pozycji („This book”), we wszystkich książkach bazy Bookshelf („All books”) lub w bazie artykułów naukowych PubMed. Przy wyszukiwaniu w jednej książce otrzymane wyniki pogrupowane będą w rozdziały.

Zadanie 1.

W pole wyszukiwania wpisz glioblastoma multiforme. Wynikiem wyszukiwania jest lista dostępnych książek, w których znajdują się informacje na zadany temat glejaka wielopostaciowego. Kliknij na liczbę trafień („ … items”) w pierwszej z wyszukanych książek. Obejrzyj pojawiające się rozdziały książki.

Ile trafień zwraca baza dla danego zagadnienia? W ilu książkach pojawia się wyszukiwany termin?

Odp.:

Zadanie 2.

W książce pt. Biochemistry autorstwa J. M. Berg, Tymoczko, dostępnej w bazie Bookshelf znajdź rysunek przedstawiający szlak sygnałowy receptora β-adrenergicznego (β-Adrenergic Receptor Signal-Transduction Pathway). Przerysuj schemat.

Odp.:

Zadanie 3.

Korzystając z bazy Bookshelf ustal jakie są objawy choroby o nazwie zespół progerii Hutchinsona-Gilforda (Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome) oraz jaka charakterystyczna zmiana genetyczna występuje u chorych.

Odp.: Wejść w pierwszy rekord (GeneReviews) i rozwinąć pierwszy dostępny rozdział - dostępne Summary, Clinical diagnosis, etc.)

The Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS, progeria) is characterized by clinical features that develop in childhood and resemble some features of accelerated aging.

Gly608Gly mutation in exon 11 of the LMNA gene is present in all individuals with HGPS.

Baza Taxonomy

Baza zawiera szczegółowe informacje dotyczące systematyki każdego gatunku, którego przynajmniej jedna sekwencja nukleotydowa lub aminokwasowa jest zdeponowana w bazach NCBI. Do bazy wchodzi się wybierając „Taxonomy” z głównego menu na stronie http://ncbi.nlm.nih.gov. Bezpośrednio na stronie głównej znajdują się linki do rekordów opisujących najbardziej popularne w badaniach molekularnych gatunki, takie jak Drosophila melanogaster czy Arabidopsis thaliana.

Aby przeprowadzić wyszukiwanie w bazie Taxonomy należy w okno wyszukiwania wpisać nazwę szukanego organizmu lub grupy taksonomicznej. Jeżeli nazwa nie jest jednoznaczna (istnieje więcej niż jeden organizm opisywany tą samą nazwą) pojawi się

wybór rekordów odpowiadających zapytaniu z uściśleniem do jakiej grupy należy organizm, tak by użytkownik mógł wybrać właściwy:

Baza Taxonomy zwraca 2 rodzaje stron wynikowych: tzw. hierarchiczne (gdzie przedstawiona jest szczegółowa systematyka w formie schematu) oraz strony specyficzne dla taksonu. Jeżeli rezultat wyszukiwania jest końcowym węzłem w drzewie taksonomicznym wyświetlana jest strona taksonu, w innym przypadku pojawia się strona hierarchiczna.

Przykładowy rekord bazy Taxonomy w formie strony hierarchicznej:

Na stronie wyświetla się pełen (full) rodowód powyżej danej jednostki taksonomicznej (lineage). Można zmienić jego wyświetlanie do formy skróconej (abbreviated), zawierającej tylko najważniejsze szczeble taksonomiczne, poprzez kliknięcie w napis „Lineage”. Rangę taksonomiczną każdej z wymienionych w rodowodzie grup można sprawdzić najeżdżając na nią kursorem myszki, spowoduje to rozwinięcie etykiety z opisem. Baza prezentuje hierarchiczny układ taksonomiczny bazujący podobieństwie filogenetycznym.

Przykładowy rekord bazy Taxonomy w formie strony danego gatunku:

Na stronie znaleźć można m.in. informacje o kodzie taksonomicznym danego gatunku (Taxonomy ID - standaryzowany system oznaczeń liczbowych), jego alternatywnych nazwach (w tym również potocznych), rodzajach kodu genetycznego, rodowodzie oraz sekwencjach, artykułach i innych informacjach dotyczących tego gatunku zdeponowanych w pozostałych bazach NCBI. Na dole strony znajdują się tzw. linki zewnętrzne, prowadzące do zasobów spoza systemu NCBI „External Information Resources (NCBI LinkOut)”.

Zad.1

Ze strony głównej NCBI wejdź do bazy Taxonomy. Poprzez menu dostępne po lewej stronie wejdź w statystyki bazy Taxonomy i sprawdź ile nowych organizmów jest rokrocznie dodawanych do bazy. Sprawdź ile organizmów jest obecnie zdeponowanych w bazie klikając all dates.

Odp.

Zad.2
Wybierz podbazę organizmów, które wyginęły (Extinct organisms). Spośród dostępnych organizmów wybierz wilka workowatego (Thylacinus cynocephalus).

• Z podanego rodowodu taksonomicznego wybierz szczep ssaków niższych (Metatheria), do którego zaliczają się torbacze (marsupials). Sprawdź, jakie inne zwierzęta należą do tej grupy. Wymień 4 gatunki.

Odp.:

• Wróć do poprzedniej strony. Znana jest kompletna sekwencja DNA mitochondrialnego wilka workowatego. Wejdź w link do bazy Genome, aby obejrzeć dane jej dotyczące. Jaką ma długość? Ile zawiera genów?

Odp.:

Zad.3

Wejdź do przeglądarki Taxonomy Browser. Wyszukaj hasło drosophila. Wybierz rekord rodzaju drosophila (genus). Zaznacz odnośniki do dwóch innych baz NCBI: Nucleotide oraz Protein i sprawdź, ile rekordów jest w każdej z nich powiązanych z poszczególnymi gatunkami muszek owocowych (klikając „Display”). Zapisz ilość rekordów w obu bazach dla gatunku Drosophila busckii.

Odp.:

Zad. 4

Sprawdź, do jakiego nadkrólestwa (superkingdom) należy euglena zielona (Euglena viridis)

Odp.:

Zad. 5

Wyszukaj informacje na temat wirusa grypy (influenza virus). Na stronie ogólnie opisującej wirusy grypy z klasyfikacji systematycznej wybierz rodzinę Ortomyksowirusów (Orthomyxoviridae), do których należą wirusy grypy. Znajdź podtyp wirusa powodującego tzw. świńską grypę (H1N1). Spośród wirusów wyizolowanych w różnych miejscach świata wybierz jeden z rekordów pochodzących z Polski. Wejdź w szczegóły i z menu po prawej stronie przejdź do sekwencji nukleotydowych zsekwencjonowanych dla konkretnego wirusa (link do bazy Nucleotide). Wybierz rekord jednej z dostępnych sekwencji. Znajdź informacje o tym, kto wprowadził daną sekwencję do bazy NCBI, kiedy to nastąpiło, jaki był wiek i płeć osoby, od której wyizolowano wirusa (Authors, Source/Host).

Odp.:

Zad. 6

Korzystając ze skróconej (abbreviated) formy rodowodów sprawdź, jaka jest najniższa w hierarchii taksonomicznej wspólna grupa dla człowieka i kota domowego (Felis catus).

Odp.:

GENETICS & MEDICINE

Genetics & Medicine jest katalogiem bazy NCBI, w którym zgrupowane są różnego rodzaju bazy danych łączące w swej treści zagadnienia związane z genetyką i ich konsekwencjami medycznymi.

W jej skład wchodzą takie bazy jak Bookshelf, OMIM, OMIA, Genes & Diseases, Cancer Chromosomes i inne.

Odnośnik do strony z bazami danych tego katalogu znajduje się w lewej części strony głównej NCBI.

Na zajęciach dokładnie omawiane będą wybrane bazy danych z tego katalogu.

Genetics & Medicine - Cancer Chromosomes

Kancerogeneza jest procesem złożonym i wieloetapowym, zależnym zarówno od czynników zewnętrznych ,jak i predyspozycji genetycznych. Efektem końcowym tego procesu jest transformacja prawidłowych komórek w komórki zmienione pod względem fenotypowym, genotypowym i funkcjonalnym.

Zmiany genomowe mogą dotyczyć pojedynczego genu, grupy genów lub całego chromosomu. Na poziomie chromosomów najczęściej opisuje się translokacje, inwersje, insercje, amplifikacje określonych fragmentów oraz zmiany ich liczebności (poliploidia, aneuploidia).

Cancer Chromosomes jest bazą skupiającą dane pochodzące z trzech źródeł zajmujących się badaniem zmian chromosomalnych w chorobach nowotworowych, a są nimi:

• Baza danych NCI/NCBI SKY/M-FISH i CGH

• Baza aberracji chromosomalnych w nowotworach NCI Mitelman

• Baza powtarzalnych rakowych aberracji chromosomalnych NCI Recurrent Aberrations in Cancer

Dzięki zintegrowanym bazom danych możemy uzyskać informację nt zmian cytogenetycznych, jak i ich implikacji klinicznych.

PRZESZUKIWANIE BAZY W CELU ZNALEZIENIA ZMIAN CHROMOSOMALNYCH

Bazę Cancer Chromosomes można przeszukiwać poprzez:

-opcję Query BOX

-opcję SIMPLE SEARCH

-opcję ADVANCED SEARCH

I)opcja Query Box - wpisanie konkretnej zmiany w okno wyszukiwania znajdujące się u góry strony

Aby to zrobić należy zapoznać się ze stosowanymi literaturowo i w wyszukiwarce skrótami aberracji chromosomowych:

p- ramię krótkie

q- ramię długie

pter- koniec krótkiego ramienia chromosomu

qter- koniec długiego ramienia chromosomu

add- dodatkowy materiał chromosomowy nieznanego pochodzenia

del- delecja

der- pochodna przegrupowania chromosomowego(wynik rearanżacji chromosomalne)

die- chromosom dicentryczny

dup- duplikacja

fra- miejsce łamliwe

i-Izochromosom

inv- inwersja

mar- chromosom markerowy

mos-mozaicyzm

mat- pochodzenie matczyne

pat- pochodzenie ojcowskie

r- chromosom pierścieniowy

t- translokacja

ter- terminalny

upd- disomia jednorodzicielska

+ lub - dodanie lub utrata całego chromosomu (przed numerem chromosomu)lub jego części (za numerem chromosomu)

: złamanie chromosomu

- od-do

Nazewnictwo cytogenetyczne określa Międzynarodowy System Nazewnictwa Cytogenetycznego (International System for Human Cytogenetic Nomenclature). Określenie pozycji w obrębie prążka na chromosomie wymaga podania numeru chromosomu, następnie ramienia (krótkie lub długie), numeru regionu i numeru prążka. Regiony leżące najbliżej centromeru noszą numer 1, oddalające się w kierunku telomerów - kolejne numery. Dla przykładu zapis 4q31 oznacza chromosom 4, ramię długie, region 3 i prążek 1. Dokładniejsze pozycje podaje się po kropce, np. 4q31.1, 4q31.2, 4q31.3.

PRZYKŁAD 1 :

Aby znaleźć przypadki, których oznaczono miejsca możliwych złamań chromosomów należy w okno wyszukiwania wpisać interesujący nas region.

Proszę wpisać 5q11 (wyszukiwanie złamań chromosomów „breakpoints” odbywa się poprzez proste wpisanie interesującego nas regionu)

Otrzymaliśmy 703 wyniki do naszego wyszukiwania. Poszczególne zakładki odpowiadają liczbie rekordów z każdej bazy danych.

OPIS REKORDU:

Aby dokładnie zobaczyć wszystkie zmiany w kariotypie, w którym występuje poszukiwana zmiana należy wejść w szukany rekord (pokaże on również wszystkie inne aberracje chromosomalne występujące w danych komórkach).

Proszę wejść w trzeci rekord.

Wybranie opcji Case Details lub SKY/M-FISH umożliwi uzyskanie wiadomości nt pochodzenia komórek, podsumowania cytogenetycznego oraz referencji literaturowych

Otrzymany rekord jest również przedstawiony w postaci graficznej; oznaczone są chromosomy, ich liczba oraz liczba komórek w której występował nieprawidłowy fragment. Ab otrzymać dokładny i bardziej czytelny opis każdego z chromosomów należy wybrać „Table View”

PRZYKŁAD 2:

Wyszukiwanie zwiększenia liczby określonych fragmentów chromosomalnych.

W okno wyszukiwania proszę wpisać oznaczenie zwiększenia fragmentu 13q14 ( wpisz +13q14)

Ile jest rekordów uwzględniających tę zmianę??

Proszę wejść w 8-my rekord i odpowiedzieć na pytania:

1. Czy badanie zostało wykonane na linii komórkowej?

2. Jaka była diagnoza i miejsce występowania nowotworu?

3. Podaj nazwę artykułu, w którym opublikowano wyniki tego badania.

4. Jakie zmiany zachodzą w chromosomie 20 (można skorzystać z opcji table view, bądź najeżdżając strzałką na występującą obok chromosomu kolorową linię)

PRZYKŁAD 3:

Wyszukiwanie utraty całego ramienia chromosomu.

Do okna wyszukiwania proszę wpisać -3p

Proszę wejść w zakładkę Mitelman, w rekord 40

Odpowiedz na pytania:

1. Od kogo pochodziła badana próbka?

2. Jaki nowotwór badano?

3. Jaka była jego morfologia? W jaki sposób pobrano komórki do badania?

PRZYKŁAD 4:

Wyszukiwanie połączeń regionów chromosomowych.

W trakcie rearanżacji może dojść do połączenia się regionów pochodzących z dwóch różnych chromosomów(translokacji).

Połączenia takie wyszukuje się poprzez wpisanie interesujących nas regionów i połączeniu ich literą „J”

Proszę wpisać do okna wyszukiwania następujące połączenie regionów chromosomowych:

1p36J3q21

Proszę wejść w zakładkę bazy danych Recurrent Aberrations in Cancer( Mitelman recurrent), rekord 1 :

1. Dla jakiej choroby charakterystyczna jest ta translokacja?

2. Jakie geny są związane z tą translokacją?

3. Ile było przebadanych przypadków z tą translokacją?

WYSZUKIWANIE INNYCH ABERRACJI:

1. Utratę/ pozyskanie całego regionu danego chromosomu wyszukuje się poprzez wpisanie numeru chromosomu, ramienia, początku regionu i zakończeniu całego zdania gwiazdką, np. - /+14q2*

2. Stosowanie operatorów (AND, OR, NOT) w celu włączenia lub wykluczenia określonych, kilku zmian chromosomalnych, np.

1. Wyszukiwanie zmian (np. utrat)w całym regionie chromosomu: -9q OR -9p

2. Wykluczenie zmiany : 20q10J20q10 NOT +2q35

3. Stosowanie operatora AND nie jest konieczne, jeżeli wyszukujemy kilku zmian jednocześnie wystarczy wpisań je w okno wyszukiwanie oddzielając je spacjami.

II) opcja SIMPLE SEARCH

Opcja Simple Search umożliwia dwojakie przeszukiwanie bazy danych. W wyszukiwaniu zmian możemy uwzględnić tylko interesujący nas chromosom, miejsce występowania bądź jednostkę chorobową.

Aby wejść w wyszukiwanie SIPMLE SEARCH należy kliknąć w zakładkę znajdującą się po lewej stronie głównej strony wyszukiwania bazy danych

Opcja wyszukiwania poprzez chromosomy jest w postaci tabelki uwzględniającej wcześniej opisane możliwe zmiany (punkty złamań, połączenia, zmiany w liczbie chromosomów, utraty/zwiększenie prążków/ramion chromosomalnych). Opcja ta umożliwia również wybór organizmu, stosowanej techniki i interesującej nas bazy danych.

Dodatkowo możemy do zmian chromosomalnych dołączyć przeszukiwanie względem miejsca występowania nowotworu i diagnozy.

PRZYKŁAD 1

Przy zastosowaniu SIMPLE SEARCH znajdź nowotwór piersi (termin Breast występujący w 3 wersjach z opcji Site) użyj klawisza CTRL aby zaznaczyć wszystkie opcje. Zaznaczenie wszystkich opcji pochodzenia nowotworu umożliwia przeszukiwanie wszystkich baz danych, które różnią się stosowanymi terminami.

W tabelce zmian chromosomalnych wpisz w okno Breakpoint zmianę 3p21.

Wybierz rekord 4 i odpowiedz na pytania:

1. Z jakiej bazy pochodzi ten rekord?

2. Jakiego typu był badany nowotwór?(pierwotny/wtórny)

3. W jakim stopniu zaawansowania był nowotwór?

4. Wymień zmiany chromosomu 5 w badanym przypadku.

III Opcja ADVANCED SEARCH

Umożliwia dokładne precyzowanie przeszukiwania w opcji:

-cytogenetycznej

- klinicznej

-literaturowej

Opcja cytogenetyczna umożliwia wyszukiwanie więcej niż jednej zmiany(kilkakrotne stosowanie operatorów)

Opcja kliniczna, umożliwia przeszukiwanie poprzez dokładny opis interesującego nas przypadku( uwzględnienie płci, rodzaju nowotworu, kodu jednostki chorobowej, zastosowanego leczenia itp.)

ZADANIA DO SAMODZIELNEGO WYKONANIA:

ZADANIE 1.

Znajdź wszystkie opisane przypadki, w których dochodzi do utraty z ramienia krótkiego chromosomu 3 regionu 2, prążka 1oraz występowania izochromosomu powstałego przez połączenie dwóch regionów 10 ramienia długiego chromosomu 3

Ile jest opisanych przypadków i w jakich bazach?

Wejdź w rekord 4 zakładki All i odpowiedź na pytania:

1. Czy próbka pochodziła z linii komórkowej czy badane było DNA człowieka?

2. Jakiego nowotworu dotyczyła?

3. Jaka była jego diagnoza/morfologia?

ZADANIE 2

Znajdź przypadki raka pęcherza moczowego z dodatkowym chromosomem 20, bez określonej diagnozy.

Ile jest tych przypadków?

W jakich bazach się znajdują?

Wejdź w rekord 1 z zakładki ALL i odpowiedz na pytania:

1. Czy była to linia komórkowa?

2. Ile było prawidłowych chromosomów 20 ?

3. Jakie nieprawidłowe fragmenty występowały w obrębie chromosomu 20 i w ilu komórkach?

ZADANIE 3

Znajdź kariotyp, który charakteryzuje się utratą regionów wzdłuż chromosomu 8, posiada punkt złamania w regionie 12q13, nie ma zwiększenia liczby chromosomu 4 i związany jest z nowotworem mózgu.

1. Ile jest rekordów dla tego zapytania? W jakiej bazie?

2. Jakiego typu i stopnia zaawansowania jest ten nowotwór ?

15

Pasek wyszukiwania

Dokładna systematyka

Linki do innych baz NCBI

Systematyka powyżej wyszukiwanego terminu

Hierarchiczny opis systematyczny danego terminu

Okno wyszukiwania

Ryciny

Bakteria

Patyczak

Informacje o kodzie genetycznym

Inne powiązane bazy NCBI

---