Ikhtisar
Peramban genom adalah alat visualisasi khusus yang menampilkan urutan genom bersama dengan anotasi dan data eksperimen yang selaras. Mereka mengatur informasi sepanjang koordinat kromosom, menyajikan beberapa jalur data dalam tata letak bertumpuk dan dapat digulir. Pengguna dapat memperbesar tampilan keseluruhan kromosom hingga nukleotida individual, memeriksa model gen dengan struktur ekson-intron, dan melapisi sinyal eksperimental seperti cakupan baca dari eksperimen pengurutan. Peramban genom berbasis web dan desktop banyak digunakan dalam penelitian dan genomik klinis.
Konsep Utama
Lacak data adalah unit organisasi dasar. Setiap trek mewakili tipe data yang berbeda, anotasi gen, elemen berulang, skor konservasi urutan, puncak ChIP-seq, atau cakupan RNA-seq. Sistem koordinat menggunakan genom referensi khusus perakitan (misalnya GRCh38 untuk manusia) untuk memastikan penempatan posisi yang konsisten. Pembesaran semantik mengubah tingkat detail yang ditampilkan saat pengguna menelusuri tingkat skala: pada zoom rendah, hanya pita kromosom yang muncul; pada zoom maksimum, masing-masing basis menjadi terlihat. Browser populer termasuk UCSC Genome Browser, Ensembl, IGV (Integrative Genomics Viewer), dan JBrowse.
Aplikasi
Peramban genom sangat diperlukan untuk menafsirkan eksperimen pengurutan. Para peneliti menggunakannya untuk memeriksa varian yang dipanggil dari proyek pengurutan DNA, memvisualisasikan sambungan sambungan dan tingkat ekspresi dalam data pengurutan generasi berikutnya, dan melapisi trek ChIP-seq dan ATAC-seq untuk mempelajari regulasi gen dan epigenetika. Dalam diagnostik klinis, penjelajah genom membantu memvalidasi kandidat varian patogen dengan mengungkap konteks genom dan konservasinya.
Protokol Praktis
Untuk memvisualisasikan puncak ChIP-seq di UCSC Genome Browser, mulailah di genome.ucsc.edu. Pilih kumpulan manusia (misalnya, GRCh38/hg38) dari menu drop-down dan masukkan nama gen atau koordinat genom (misalnya, chr1:10,000,000-12,000,000) di bilah pencarian. Browser menampilkan urutan referensi dengan anotasi gen dari RefSeq dan GENCODE, elemen berulang dari RepeatMasker, dan skor konservasi dari penyelarasan Multiz pada 100 vertebrata. Untuk memuat data ChIP-seq khusus sebagai trek, klik “Data Saya” > “Trek Khusus” dan tempelkan data dalam format BED atau BigWig (misalnya, file panggilan puncak dari MACS2). Jalur khusus muncul sebagai baris baru yang dapat diklik untuk informasi detail. Untuk IGV (Integrative Genomics Viewer), unduh aplikasi desktop dari igv.org dan muat genom referensi melalui Genomes > Load Genome from Server. Gunakan File > Muat dari File atau URL untuk memuat file penyelarasan BAM, trek cakupan BigWig, atau file varian VCF. Sebagai contoh praktis, seorang peneliti yang mempelajari regulator transkripsi MYC akan: (1) mengunduh puncak MYC ChIP-seq dari ENCODE sebagai file BED, (2) memuatnya ke IGV bersama dengan data cakupan RNA-seq dari garis sel yang sama, (3) menavigasi ke gen target MYC yang dikenal seperti NCL, dan (4) mengamati puncak MYC yang tajam pada promotor yang bertepatan dengan kepadatan baca RNA-seq yang tinggi - memastikan pengikatan MYC berkorelasi dengan aktif transkripsi. Kemampuan untuk memperbesar resolusi nukleotida tunggal mengungkapkan motif pengikatan yang tepat dalam puncak puncak, menghubungkan sinyal ChIP-seq dengan regulasi tingkat urutan.
