| 3. siRNA Design Support System的使用方法 |
- 进入【siRNA的设计】
- 输入设计信息
- 确认输入信息
- 筛选候补序列、通过BLAST确认特异性
- 候补序列的显示与选择(见整体图例)
- 候补序列的显示与选择
- 有关候补序列的选择说明
- 问答
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点击【GO】,显示siRNA Design Support System的设计画面。
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输入生物种、靶基因序列以及其它各种参数。点击各条目的带有下划线部分可以查看该条目的详细说明。点击右上部的【help】,除可以查阅各条目的详细说明外,还可以阅览siRNA设计的详细说明。

① Organism:选择靶基因的生物种。设计程序将会在所选择的生物种的Database里检索各候补siRNA序列的同源性,确认各候补序列的特异性。
② Target mRNA Nucleotide Sequence:Gene ID、Accession no.(登录在NCBI GenBank上的ID)、Your Sequence(靶基因序列的50-40000个碱基)的三项中任选一项进行输入。如果选择输入Gene ID或者Accession no.时,设计程序将会自动从GenBank的登录信息库中获得CDS信息。有关基因序列的信息将会在下一个画面中显示,请注意确认。

③ CDS start/end: 如果在②项中输入的是Gene ID或Accession no.,通常没有必要输入CDS start/end。如果在该项中输入的是Your Sequence(碱基序列),或者输入的Gene ID或Accession no.所对应的基因在信息库中没有登录CDS信息时,需要在这一项中指定CDS的start/end位置,输入开始和结束的碱基编号。在这一项中输入的start/end数字编号,将比GenBank中的CDS信息优先处理。
不输入CDS start/end时,如果指定了Gene ID或Accession no.,设计程序将根据GenBank中的CDS信息进行设计;如果输入了Your Sequence(碱基序列),设计程序将对全长序列(从第一个碱基至最后一个碱基)进行搜索设计。
④ Start with:在这一项中选择候补序列的起始碱基是以"AA"开始,还是以"NA"(N为任意碱基)开始。不选择时,自动选择"AA"。
⑤ Region:指定设计范围。通常选择"CDS"或CDS+3'UTR。
⑥ 点击【Create siRNA】按钮。如果输入了Gene ID或Accession no.时, 将会进一步确认输入的信息;如果直接输入了碱基序列时,将开始设计。
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这个画面是用来确认输入了Gene ID或Accession no.时的靶基因信息及其它设定的输入信息的。
- 确认显示的靶基因的信息后,点击【Create siRNA】按钮,设计开始。
- 如果没有显示靶基因的信息,或是出现了错误提示,有可能是Gene ID或Accession no. 不正确,或者是因为靶基因含有其他特殊信息等。此时请点击【Go to NCBI】按钮,画面会自动链接至NCBI Database。
在NCBI中再次输入Gene ID或Accesion no.后,如果NCBI网页显示"No items found"时,说明Gene ID或Accession no.不正确。此时请返回siRNA Design Support System的设计页面(Design Page),输入正确的Gene ID或Accession no.后,重新进行设计。
如果NCBI网页显示了序列,请确认CDS信息。
如果没有CDS信息,或者存在多种CDS信息时,则本设计程序无法设计。请点击【Return to Design Page】返回前一页,输入CDS start/end项后,重新进行设计。
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| IV. 筛选候补序列、通过BLAST确认特异性 |

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设计程序筛选出符合设计指定参数的siRNA候补序列,根据GC含量、在靶基因上的
位置、两端的序列等信息确定每个候补序列的Score。此时,如果候补序列超过300条时,将按照Score的大小顺序选择前300条的候补序列。
针对筛选的候补序列,BLAST系统将自动对指定的生物种的Database进行同源搜索。这里将使用NCBI Unigene的代表序列作为基因的Database。
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| ① 这部分为靶基因的相关信息。
② 这部分显示靶基因和各siRNA候补序列的整体位置关系。候补序列(显示的横线)根据Score的大小用不同的颜色上下分层表示。靶基因的CDS领域通过变换颜色和其它部分进行区别。如果靶基因序列是登录在NCBI Refseq上的人的基因,并且登录有Transcript variant和SNP信息时,同时可以显示variant基因和SNP等信息。点击目标画面部分,可以显示点击部分的扩大画面。
【候补序列显示与选择整体图】

③ 这是②项"目标区域"的扩大画面。把鼠标箭头靠近至各siRNA的候补序列时,会显示该序列的各种详细信息。同时可以查阅各候补序列的BLAST结果,向「选择序列一览表」(Cart)中添加选择的候补序列(Add to Cart)等。
④ 在③的画面上选择的「选择序列一览表」(Cart)。
Make Nega按钮:点击【Make】,可通过随机的方法设计负对照siRNA序列。
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| 在这里点击画面时,显示画面左端会转换至点击位置。
点击【BLAST Filtering Off】,画面会显示出没有经过BLAST同源检索的所有siRNA的候补序列。
点击【BLAST Filtering On】,画面将重新回到显示BLAST同源检索后的候补序列的显示状态。
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【扩大图&候补序列信息】

将鼠标移动至感兴趣的siRNA候补序列时,可以查阅该序列的详细信息。
每次点击 按钮时,扩大画面会移动50bp的位置。如果SNP位置在siRNA候补序列上时,在详细的信息中也会显示SNP信息。点击SNP信息中的dbSNP ID时,画面会链接至NCBI的dbSNP中的对应SNP数据位置。
点击详细信息中的【BLAST-result】时,可以查阅BLAST结果。
点击【Add to Cart】时,可以将本候补序列添加至「选择序列一览表」(Cart)中,添加至「选择序列一览表」中的序列会在图上闪烁。
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【选择序列一览表】

被选择的候补序列将按选择顺序添加至「选择序列一览表」(Cart)中。
「选择序列一览表」(Cart)中显示了23个碱基的候补序列,其中包含19个碱基的Target序列(带有颜色的短横线)。点击19个碱基的序列时可以显示BLAST结果。
点击Make Nega的【Make】时,将设计出对应于该行候补序列(19个碱基)的随机负对照(阴性对照)序列,在表中显示在这一序列的下一行。
随机负对照序列不改变与之相对应的候补序列的碱基组成,将对应的候补序列的碱基随机混合后,再通过BLAST同源检索确认了其特异性。BLAST同源检索是针对选择设定的生物种的Database进行的。
如果在「选择序列一览表」(Cart)中有需要合成的候补序列,请点击左端的「Select」选择框。
如果直接合成siRNA,再请选择表下边的"siRNA";如果合成用于「in vitro Transcription T7 Kit」(TaKaRa Code:D6140)的DNA时,请选择表下边的"Oligo DNA(for Kit)"。
点击【Confirm】按钮,画面将移动至需要合成的siRNA或Oligo DNA(for in vitro Transcription T7 Kit,4条DNA序列)的序列一览表。
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- 原则上应根据Score的高低顺序进行候补序列的选择。
表示有SNP的候补序列,并不就是说在所有的实验材料中的这一基因上都会有SNP的出现,只是说明有SNP存在的可能性。为了保证实验的有效进行,我们还是应该尽量避免选择使用显示SNP的候补序列。
显示Transcript variant时,各种实验材料中的variant会各有差异,可以根据各自的实验需要,选择保守区域或者非保守区域来设计候补序列。
- 候补序列极少,没有足够的选择余地时,请点击「Return to Design top」,返回至起始画面,然后降低设计条件(如:扩大region范围、start with改为NA等)后,重新进行设计。如果此时显示的候补序列还是极少,可以点击【BLAST Filtering Off】按钮,看一下BLAST同源筛选处理前的候补序列情况,然后选择适当的候补序列,确认其BLAST的结果。如果发现BLAST筛选时,其比较对象是靶基因的自身序列,或者与比较对象的同源性在17个碱基以下时,此候补序列可能可以使用。
推荐使用多条siRNA进行实验
◆ 由于未知的Transcript variant,SNP等原因,设计的siRNA有可能不起作用。
◆ 各种siRNA的实验效果各不相同。
◆ 有些siRNA序列在有效抑制靶基因表达的同时,也可能抑制其它基因的表达。
因此,应多选择几条siRNA序列进行RNAi实验,从中选择最佳的实验方案。
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| VIII.问答 |
| Q1. |
无法选择目标生物种类时,怎么办? |
| A1. |
此时无法使用BLAST系统对候补序列的特异性进行分析。
操作时请随便选择一种生物种进行检索,在显示结果的画面里点击【BLAST Filtering Off】,显示候补序列的结果。此时应注意,显示的结果没有通过BLAST系统进行同源筛选。
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| Q2. |
使用本程序设计的siRNA可不可以用于各种表达载体?
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| A2. |
本设计程序设计的siRNA通常适用于化学合成的siRNA。但由于用于表达载体中的siRNA和用于化学合成的siRNA具有很大的类同性,因此也可以使用本程序设计表达载体用的siRNA。但由于各种载体使用的Promoter不同时,对具体序列的要求也各不一样(特别是5'端序列),因此,应该根据各表达载体的具体情况,选择适合于各种载体的siRNA序列。
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| Q3. |
进行RNAi实验时,设计几条siRNA比较合适?
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| A3. |
由于Transcript variant,SNP等多种原因,设计的siRNA有时不起作用。而由于siRNA的立体结构、特异性等原因,各条siRNA的实验效果也各不相同。此外,有些siRNA序列尽管可以有效抑制靶基因的表达,但同时也可能抑制其它基因的表达,无法得到预期的实验效果。因此,最好在靶基因的不同位置设计数条(3~5条)siRNA序列进行RNAi实验,从中选择最佳的实验结果。
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| Q4. |
不显示Transcript variant信息,为什么? |
| A4. |
本程序中显示的Transcript variant信息只局限于登录在NCBI RefSeq上的人基因中记载有Transcript variant信息内容的基因序列,不能表示其它生物种的Transcript variant信息。此外,在人基因中也有一些基因的Transcript variant信息无法检索清楚,这些信息在图谱上也无法显示。
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