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DE19950050A1 - Verfahren zum funktionellen Zuordnen von nichtklassifizierten DNA-Sequenzen - Google Patents

Verfahren zum funktionellen Zuordnen von nichtklassifizierten DNA-Sequenzen

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DE19950050A1
DE19950050A1 DE19950050A DE19950050A DE19950050A1 DE 19950050 A1 DE19950050 A1 DE 19950050A1 DE 19950050 A DE19950050 A DE 19950050A DE 19950050 A DE19950050 A DE 19950050A DE 19950050 A1 DE19950050 A1 DE 19950050A1
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sequences
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short consensus
gap
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DE19950050A
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DE19950050C2 (de
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Werner Mueller
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Individual
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    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
    • G16B30/00—ICT specially adapted for sequence analysis involving nucleotides or amino acids
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
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    • G16B30/00—ICT specially adapted for sequence analysis involving nucleotides or amino acids
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    • G—PHYSICS
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    • G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum funktionellen Zuordnen von nichtklassifizierten DNA-Sequenzen, in dem eine nichtklassifizierte Sequenz mittels einfacher Schritte bekannten Referenzsequenz zugeordnet (aligned) werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum funktionellen Zuordnen von nichtklassifizierten DNA-Sequenzen, in dem eine nichtklassifizierte Sequenz mittels einfacher Schritte bekannten Referenzsequenz zugeordnet (aligned) werden kann.
Seit der kommerziellen Verfügbarkeit der PCR-Technik stellt die funktionelle Zuordnung der auf diese Weise verfügbar gemachten DNA-Information ein grundsätzliches Problem der Biotechnologie dar.
In herkömmlichen Verfahren wird daher entweder über funktionelle Besonderheiten bzw. direkten Abgleich der nichtklassifizierten Sequenz mit Sequenzen mit bekannter Eigenschaft abgeglichen.
Die vorliegende Anmeldung stellt ein Verfahren zur funktionellen Zuordnung einer nichtklassifizierten DNA-Sequenz zur Verfügung, die die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) Abgleichen der nichtklassifizierten Sequenz (A) mit Referenzsequenzen (B1-Bn) unter
  • b) Erstellen von Lückenmustern (C1-Cm) für die Referenzsequenzen (B1-Bn) und einer Konsensussequenz (D) für die Sequenz (A),
  • c) Aufspalten der Lückenmuster (C1-Cm) in kurze Konsensussequenzen (E1-Em) und Lückeninformationen (F1-Fm),
  • d) positionsweiser Vergleich der kurzen Konsensussequenzen (E1-Em) mit iterierendem Offset mit der nichtklassifizierten Sequenz (A) unter Bestimmung der kurzen Konsensussequenz mit höchster Übereinstimmung (Emax),
  • e) Einfügen der der Konsensussequenz (Emax) entsprechenden Lückeninformation (Fmax) in die Sequenz (A) unter Erstellen einer Aligned-Sequenz (G).
Die der Konsensussequenz (D) zugrunde liegenden Referenzsequenzen (B1-Bn) sollten untereinander einen Übereinstimmungsgrad besitzen der größer als 60 und kleiner als 80-90% ist. Gemäß der vorliegenden Anmeldung können die in Schritt (b) gesammelten Informationen (Lückenmuster (C1-Cm) und Konsensussequenz (E1-Em) zwischengespeichert und für spätere Vergleiche direkt verwendet werden.
Bei der Erstellung der Lückenmuster werden gleiche Lückenmuster eliminiert, so daß für E1-Em gilt: m ≦ n.
Der kritische Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der positionsweise Vergleich der kurzen Konsensussequenzen (E1-Em) ein möglichst hoher Übereinstimmungsgrad erzielt wird. Für eine sinnvolle Klassifikation ist dabei erforderlich, daß dieser Übereinstimmungsgrad möglichst größer als 60%, vorzugsweise größer als 80% ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin in mehreren Zyklen erfolgen, wobei nach Finden der Aligned-Sequenz (G) eine beste Referenzsequenz (Bmax) gefunden wird, die zum Finden eines neuen Satzes Referenzsequenzen (H1-Hn) verwendet wird, die zur Familie der Referenzsequenz mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad (Bmax) des ersten Zyklusses gehört.
Das Verfahren bietet den Vorteil der sehr schnellen Generierung von multiplen Sequenz-Alignments, so daß diese sehr schnell für weitere Sequenzverarbeitungen wie z. B. Sequenzannotierung oder für Sequenzvergleiche zur Verfügung stehen. Insbesondere Sequenzvergleiche in korrekt berechneten multiplen Sequenzalignments sind sehr schnell, da die Sequenzen im Alignment für den Sequenzvergleich nicht mehr gegeneinander verschoben werden müssen, sondern Position für Position direkt verglichen werden können.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert:
Fig. 1: Einlesen der Sequenzen. Zunächst werden die zu verarbeitenden Sequenzen und die Referenzsequenzen eingelesen.
Fig. 2: Aus den Referenzsegenzen werden die Lückenmuster extrahiert und aus der Sequenzinformation wird eine Konsensussequenz bestimmt.
Fig. 3a: Dann wird eine Liste von Konsensussequenzen erstellt, aus der jeweils ein bestimmtes Lückenmuster entfernt wird.
Fig. 3b: Zeigt ein spezielles Beispiel, wie aus Konsensussequenz Shorted Konsensi erzeugt werden.
Fig. 4a: Durch positionsweisen Vergleich jeder der in "Shorted-Konsensus"- Sequenzen mit der neuen Sequenz wird ein optimaler Satz von Aligner-Parametern bestimmt.
Fig. 4b: Zeigt ein spezielles Beispiel für den positionsweisen Vergleich.
Fig. 5a: Die neue Sequenz wird aligned, indem, entsprechend des Parametersatzes, die Lücken eingefügt und der Offset verschoben wird.
Fig. 5b: Experimentelles Beispiel über Einfügungen der Lücken und Verschiebungen des Offsets.

Claims (4)

1. Verfahren zum funktionellen Zuordnen einer nichtklassifizierten DNA-Sequenz, umfassend:
  • a) Abgleichen der nichtklassifizierten Sequenz (A) mit Referenzsequenzen (B1-Bi) unter
  • b) Erstellen von Lückenmustern (C1-Cm) für die Referenzsequenzen (B1-Bn) und einer Konsensussequenz (D) für die Sequenz (A),
  • c) Aufspalten der Lückenmuster (C1-Cm) in kurze Konsensussequenzen (E1-Em) und Lückeninformationen (F1-Fm),
  • d) positionsweiser Vergleich der kurzen Konsensussequenzen (E1-Em) mit iterierendem Offset mit der Sequenz (A) unter Bestimmung der kurzen Konsensussequenz mit höchster Übereinstimmung (Emax),
  • e) Einfügen der der Konsensussequenz (Emax) entsprechenden Lückeninformation (Fmax) in die Sequenz (A) unter Erstellen einer Aligned-Sequenz (G).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem positionswiesen Vergleich ein Übereinstimmungsgrad von ≧ 60%, vorzugsweise ≧ 80%, erforderlich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere Zyklen der Schritte (a) bis (e) erfolgen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die in Schritt (b) erstellten Lückenmuster (C1- Cm) und Konsensussequenz (D) für spätere Abgleiche verwendet werden.
DE19950050A 1999-10-16 1999-10-16 Verfahren zum funktionellen Zuordnen von nichtklassifizierten DNA-Sequenzen Expired - Fee Related DE19950050C2 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003032108A3 (en) * 2001-08-29 2004-03-04 Genome Therapeutics Corp Confirmation sequencing

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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