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Xenbase

Xenbase es una base de datos de organismos modelo (MOD, por sus siglas en inglés) , que proporciona recursos informáticos, así como datos genómicos y biológicos sobre ranas Xeno...

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Xenbase es una base de datos de organismos modelo (MOD, por sus siglas en inglés) , que proporciona recursos informáticos, así como datos genómicos y biológicos sobre ranas Xenopus . [ 1 ] Xenbase está disponible desde 1999 y cubre las variedades Xenopus X. laevis y X. tropicalis . [ 2 ] Desde 2013, todos sus servicios se ejecutan en máquinas virtuales en un entorno de nube privada, lo que la convierte en una de las primeras MOD en hacerlo. [ 3 ] Además de alojar datos y herramientas genómicas, Xenbase apoya a la comunidad de investigación de Xenopus mediante perfiles para investigadores y laboratorios, y publicaciones de empleos y eventos.

Plataforma de software y hardware de Xenbase

Xenbase se ejecuta en un entorno de nube. [ 3 ] Sus máquinas virtuales se ejecutan en un entorno VMware vSphere en dos servidores, con balanceo de carga automático y tolerancia a fallos . El software Xenbase utiliza Java , JSP , JavaScript , AJAX , XML y CSS . También utiliza Apache Tomcat y la base de datos Postgres . Las mismas plataformas de hardware y software son compatibles con Echinobase .

Especies compatibles

Xenbase ofrece dos niveles de soporte. El soporte completo incluye la integración total del genoma en la base de datos, incluyendo páginas de genes, BLAST, JBrowse y descargas del genoma. El soporte parcial ofrece BLAST, JBrowse y opciones de descarga, pero no la integración de páginas de genes.

Soporte completo: La misión principal de Xenbase es brindar soporte integral para las siguientes ranas

Apoyo parcial:

Xenopus como organismo modelo

El organismo modelo Xenopus es responsable de una gran cantidad de nuevos conocimientos sobre el desarrollo embrionario y la biología celular. Xenopus tiene una serie de ventajas experimentales únicas como modelo de vertebrado. Entre ellas, destaca la robustez de los embriones tempranos y su facilidad para la microinyección y la microcirugía. Esto los convierte en un sistema particularmente atractivo para probar la actividad ectópica de productos génicos y experimentos de pérdida de función utilizando reactivos antagonistas como morfolinos, dominantes negativos y proteínas neomórficas. Los morfolinos son oligonucleótidos sintéticos que pueden usarse para inhibir el empalme de ARN nuclear o la traducción de ARNm y son el reactivo común de inhibición génica en Xenopus, ya que ni el siRNA ni el miRNA han demostrado funcionar de manera reproducible en embriones de rana. [ 4 ] Los embriones de Xenopus se desarrollan muy rápidamente y forman un conjunto completo de tejidos diferenciados a los pocos días de la fertilización, lo que permite un análisis rápido de los efectos de la manipulación de la expresión génica embrionaria . [ 5 ] El gran tamaño de los embriones y su facilidad para la microinyección también los hacen extremadamente adecuados para los enfoques de microarrays . Además, estas mismas características hacen de Xenopus uno de los pocos organismos modelo vertebrados adecuados para cribados químicos. [ 6 ] Xenbase proporciona una gran base de datos de imágenes que ilustran el genoma completo, películas que detallan la embriogénesis y múltiples herramientas en línea útiles para diseñar y realizar experimentos utilizando Xenopus .

Xenopus como modelo de enfermedad humana

Xenopus puede utilizarse para modelar enfermedades humanas causadas por genes comunes. [ 7 ] Xenbase facilita esto mediante la asignación de enfermedades de Disease Ontology y OMIM a genes y publicaciones de Xenopus. También se proporcionan datos fenotípicos de Xenopus , así como enlaces a fenotipos y enfermedades comparables en humanos y ratones (a través de la Iniciativa Monarch ).

Contenido y herramientas de Xenbase

Xenbase proporciona numerosas herramientas útiles tanto para la investigación profesional como para el aprendizaje académico. A continuación, se destacan algunas de ellas, junto con una breve descripción. Para obtener información completa sobre las herramientas disponibles, se remite a los usuarios a las publicaciones de Xenbase. [ 8 ] Se incluye una introducción detallada al uso de Xenbase. [ 9 ]

  • Soporte fenotípico , [ 10 ] incluyendo enlaces de datos de la Iniciativa Monarca (humana y de ratón)
  • Enfermedades : los usuarios pueden buscar enfermedades tanto en Disease Ontology como en OMIM para encontrar genes y publicaciones relevantes sobre Xenopus.
  • Integración y visualización de datos NGS RNA-Seq y ChIP-Seq de Gene Expression Omnibus (GEO) . [ 11 ]
  • Visualizadores de RNA-Seq : gráficos de perfiles de expresión temporal y mapas de calor de expresión espacial (anatómica) para laevis y tropicalis.
  • Expresión genética : Xenbase permite la búsqueda y visualización de conjuntos de datos de Gene Expression Omnibus (GEO), mapeados a los genomas más recientes de Xenopus.
  • BLAST : Los usuarios pueden realizar búsquedas BLAST contra genomas, ARN y secuencias de proteínas de Xenopus.
  • Navegador genómico : Xenbase utiliza tanto JBrowse como GBrowse.
  • Búsqueda de expresiones y búsqueda de clones : busque por símbolo genético, nombre genético, elemento anatómico, etc.
  • Directrices de nomenclatura genética : Xenbase es el organismo oficial responsable de la nomenclatura de los genes de Xenopus.
  • Búsqueda bibliográfica: Textpresso - Utiliza un algoritmo para relacionar tu búsqueda con criterios específicos o secciones de un artículo. Por ejemplo, podrías identificar artículos que describan genes HOX y limitar los resultados a aquellos que hayan utilizado morfolinos.
  • Anatomía y desarrollo : imágenes, mapas de destino, vídeos, etc.
  • Enlace con la comunidad : personas, empleos y laboratorios que estudian Xenopus.
  • Lista de protocolos : identificar clones, anticuerpos y procedimientos.
  • Centro de Recursos - Apoya al Centro Nacional de Recursos de Xenopus, al Centro Europeo de Recursos de Xenopus, etc., para ayudar a los investigadores a obtener poblaciones de ranas o formación avanzada en investigación.

Premio Nobel de Investigación sobre Xenopus 2012

El Premio Nobel de Medicina o Fisiología fue otorgado a John B. Gurdon y Shinya Yamanaka el 8 de octubre de 2012. [ 12 ] por la reprogramación nuclear en Xenopus. [ 13 ]

Importancia: Los experimentos de Gurdon desafiaron el dogma de la época que sugería que el núcleo de una célula diferenciada está comprometido con su destino (por ejemplo, el núcleo de una célula hepática sigue siendo un núcleo de célula hepática y no puede volver a un estado indiferenciado).

En concreto, los experimentos de John Gurdon demostraron que un núcleo celular maduro o diferenciado puede volver a su forma inmadura e indiferenciada; este es el primer caso de clonación de un animal vertebrado.

Experimento : Gurdon empleó una técnica conocida como transferencia nuclear para reemplazar el núcleo muerto de un óvulo de rana ( Xenopus ) con el núcleo de una célula madura (epitelio intestinal). Los renacuajos resultantes de estos óvulos no sobrevivieron mucho tiempo (más allá de la etapa de gastrulación); sin embargo, la posterior transferencia de los núcleos de estos óvulos de Xenopus a un segundo conjunto de óvulos de Xenopus dio como resultado renacuajos completamente desarrollados. Este proceso (transferencia de núcleos de células clonadas) se denomina trasplante en serie.

Investigación de Xenopus utilizando las herramientas de Xenbase

Para ofrecer ejemplos de cómo se podría utilizar Xenbase para facilitar la investigación académica, a continuación se describen brevemente dos artículos de investigación.

  • Pruebas genéticas para detectar mutaciones que afectan el desarrollo de X. tropicalis . [ 14 ]

Este artículo utiliza recursos de Xenbase para crear y caracterizar mutaciones en Xenopus tropicalis . Goda et al. realizaron un cribado genético directo a gran escala en embriones de X. tropicalis para identificar nuevas mutaciones (2006). Se observaron defectos y se clasificaron en 10 categorías diferentes, como sigue: ojo, oído, cresta neural/pigmento, enanismo, axial, intestino, cardiovascular, cabeza, cardiovascular más motilidad y circulación. Se realizaron estudios adicionales en el mutante whitehart "wha", que no tiene sangre circulante normal. Se utilizó la página de Recursos de Marcadores Moleculares de Xenopus para diseñar un experimento de microarrays que comparó el tipo silvestre (circulación normal) y el mutante "wha" de X. tropicalis . El análisis de los datos de microarrays reveló que 216 genes tenían cambios significativos en la expresión, siendo los genes involucrados en la biosíntesis de hemoglobina y hemo los más afectados, lo que concuerda con la observación de que "wha" puede tener un papel en la hematopoyesis.

  • Las TALEN de alta eficiencia permiten el análisis funcional F0 mediante la interrupción dirigida de genes en embriones de Xenopus laevis. [ 15 ]

El artículo de Suzuki et al. de 2013 describe el uso de una técnica de silenciamiento génico relativamente nueva en X. laevis . Tradicionalmente, los oligonucleótidos morfolino antisentido han sido el método preferido para estudiar los efectos del silenciamiento génico transitorio en Xenopus .

En comparación con los morfolinos, que alteran la expresión génica al inhibir la maquinaria de traducción, los TALENs la alteran al unirse al ADN e introducir roturas de doble cadena. [ 16 ] [ 17 ] Se utilizó Xenbase para obtener secuencias disponibles públicamente para la tirosinasa (tyr) y Pax6 , necesarias para el diseño de TALEN. La reducción de la expresión de Pax6 y tyr fue altamente eficiente utilizando TALENs, lo que sugiere que la alteración génica mediante TALENs puede ser un método alternativo o mejor en comparación con los morfolinos antisentido.

Véase también

Referencias

  1. ↑ S. Chu et al. (2025) Xenbase: 25 años de integración de datos moleculares y biomédicos de Xenopus , Genetics, noviembre de 2025, iyaf237,
  2. ↑ PD Vize et al. (2015) Desafíos informáticos y de bases de datos en la representación de especies de Xenopus diploides y tetraploides en Xenbase , Cytogenet Genome Res 2015;145:278-282
  3. 1 2 K. Karimi y PD Vize (2014). The Virtual Xenbase: transición de un recurso bioinformático en línea a una nube privada , Database, doi: 10.1093/database/bau108
  4. ↑ Eisen, JaS, J. . (2008). Controlando experimentos con morfolinos: no dejen de producir antisentido. Development, 135(10): p. 1735-1743.
  5. ↑ Datos de expresión genética del gen Pax8 en el sitio web de xenbase.
  6. ↑ Wheeler, GN y AW Brändli (2009). "Modelos vertebrados simples para genética química y cribado de fármacos: lecciones del pez cebra y Xenopus." Dinámica del desarrollo 238(6): 1287-1308.
  7. ↑ Nenni et al. (2019). Xenbase: Facilitando el uso de Xenopus para modelar enfermedades humanas , Frontiers in Physiology, Volumen 10, doi:10.3389/fphys.2019.00154
  8. ↑ "Publicaciones de Xenbase" .
  9. ↑ James-Zorn et al. (2018) Navegando por Xenbase: una base de datos integrada de genómica y expresión génica de Xenopus , Bases de datos genómicas eucariotas: métodos y protocolos, volumen 1757, capítulo 10, págs. 251-305, doi:10.1007/978-1-4939-7737-6
  10. ↑ M. Fisher et al. (2022) La ontología del fenotipo de Xenopus: uniendo los datos del fenotipo de organismos modelo con la salud y el desarrollo humanos , BMC bioinformatics, 23, 99
  11. ↑ Fortriede et al. (2020) Xenbase: integración profunda de datos de RNA-seq y ChIP-seq de GEO y SRA en una base de datos de organismos modelo , Nucleic Acids Research (NAR), Volumen 48, Número D1, 08 de enero de 2020, Páginas D776–D782, doi: https://doi.org/10.1093/nar/gkz933
  12. ↑ "Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2012 - Comunicado de prensa" .
  13. ↑ Gurdon, JB (1962). La capacidad de desarrollo de los núcleos extraídos de las células del epitelio intestinal de renacuajos en alimentación. Journal of Embryology and Experimental Morphology, 10(4): págs. 622-640
  14. ↑ Goda, T., Abu-Daya, Anita, Carruthers, Samantha, Clark, Matthew D., Stemple, Derek L., Zimmerman, Lyle B. (2006). "Análisis genético de mutaciones que afectan el desarrollo de Xenopus tropicalis." PLoS Genet 2(6): e91
  15. ↑ Suzuki, K.-i. T., Y. Isoyama, et al. (2013). "Las TALEN de alta eficiencia permiten el análisis funcional F0 mediante la interrupción dirigida de genes en embriones de Xenopus laevis." Biology Open
  16. ↑ Boch, J. (2011). "TALEs de la focalización del genoma." Nat Biotech 29(2): 135-136
  17. ↑ Huang, P., A. Xiao, et al. (2011). "Modificación genética hereditaria en pez cebra mediante TALENs personalizados." Nat Biotech 29(8): 699-700
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