第九章-BLAST

第九章BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)65第九章　BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)　VectorNTIBLAST程序可以和NCBI的数据库相通，用户只需透过NTI的界面就可以进行BLAST的功能，其搜寻结果和NCBI数据库的结果完全相同。　用户可以在NTI的附属程序(图9.1)下找到BLASTSearch：图9.1使用附属程序内的BLASTSearch工具也可以从主程序上方Tools的项目进入(图9.2)：图9.2使用VectorNTI主程序开启BLASTSearch的功能VectorNTI教育训练手册66进入BLAST程序前会出现一个窗口(图9.3)，询问使用者欲连结至哪一个服务器进行分析，使用者只要点选上方的NCBIBLASTSever就可以了，然后按下OK进入BLAST程序：图9.3跳出询问链接至服务器的窗口，选择NCBIBLASTServer就可以进入BLAST程序之后用户可以看见一个操作的窗口，大致上会被分成两个区块(图9.4)：上方的字段是输入使用者欲分析的序列；下方的字段是可以显示分析的结果。图9.4进入BLAST的程序，出现两个区块，上方区块输入序列，下方区块为显示分析结果序列的输入很简单，使用者只要把想要分析的序列复制贴上至此区块就可以了(图9.5)。图9.5贴上欲分析的序列第九章BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)67接下来要进行BLAST相关的设定(图9.6)：图9.6BLAST相关设定工具首先使用者要先设定Program(图9.7)的项目：图9.7BLAST中的Program有5个项目，代表不同比对方式　　　　　　　　　这5个项目(图9.8)所代表的比对方式会有所不同：blastn是指把欲分析的序列和NCBI的核酸数据库做比对，当用户欲分析的序列是DNA或者是RNA时适用此项目；blastp是指将欲分析的序列去和NCBI的蛋白质序列数据库做比对，当用户欲分析胺基酸序列时适用此项目；blastx是指把使用者的核酸序列转译成胺基酸，再和NCBI的蛋白质序列数据库进行比对（会有六个不同的胺基酸序列，正股三个，反股三个。请参照转译功能中6FrameTranslation部分。）；tblastn是指将使用者的胺基酸序列反转译成为核酸序列后再去和NCBI的核酸数据库做比对，注意这个项目之下会因6FrameTranslation的缘故出现六种不同的核酸序列。Tblastx的部分是指将使用者的核酸序列用6FrameTranslation进行转译后的蛋白质序列（总共有六种不同序列）和NCBI的核酸数据库进行6FrameTranslation后的蛋白质序列做比对。图9.8五种不同的BLAST方法VectorNTI教育训练手册68Program设定完成之后可以接着设定左手边的项目(图9.9)：图9.9BLAST为最常用的比对，PSI-BLAST为相同家族的比对，PHI-BLAST是与特定的胺基酸比对　BLAST为一般最常用的设定；PSI跟PHIBLAST是用在蛋白质序列的特殊搜寻比对，PSI-BLAST（PositionSpecificIteratedBLAST）可以帮使用者比对相同蛋白质家族的胺基酸序列，PHI-BLAST（PatternHitInitiatedBLAST）可以就特定的胺基酸部分进行比对；MEGABLAST可以用在非常相似，近乎完全相同的核酸序列搜寻，也就是只比对接近百分之百的序列。在最右边有个Database的项目可以选择，用户可以根据不同的需求选择不同数据库。一般BLAST搜寻只要使用nr数据库就可以了。数据库的说明请见附录。下方还有项目(图9.10~12)可以针对使用者比对的需求进行调整：如果没有特别的搜寻需求，建议Parameters不需特别去更动。图9.10可以编辑比对的调整图9.11如有选择PSI、PHI才能对其做调整第九章BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)69图9.12如有选择MEGABLAST才能对其做调整注意PSI、PHI和MEGABLAST的设定要在该项目之下才能进行调整。所有的设定都决定好了之后只要按下右上方的就会开始进行分析，此时下方的字段就会出现分析的进度，用户可以在同一个BLAST程序下面进行多重分析(图9.13)，当需要进行多次BLAST分析时，就不需要重复开启NCBI网页：图9.13在同一个BLAST，可进行多次BLAST分析当分析结束后Status会显示Finished(图9.14)，此时就可以点选分析结果，本章范例是同时将核酸序列以BLAST2.0和MEGABLAST进行比对，在Hitcount项目会显示比对到的序列数目：图9.14在HitCount中显示出比对到的数目用户分析的结果可以储存在计算机中，只要打开左上方的Search项目就可以进行储存，日后BLAST的结果可以直接打开，不需要再重新操作BLAST进行比对。把BLAST分析的项目点选打开后会出现类似主程序的画面(图9.15)：图9.15直接打开之前BLAST分析的档案，不需重新再次操作BLASTVectorNTI教育训练手册70此画面跟主程序相同，分割成三个窗口，上面偏左的文件夹是文字叙述的窗口(图9.16)，提供使用者BLAST搜寻的设定条件和比对到的数据，用户可以打开这些文件夹获得更进一步的信息：图9.16文字窗口，提供用户设定条件与比对到的数据用户可以点选画蓝色底线的选项(图9.17)，就会自动连上NCBI把相关的数据截取加载主程序中：图9.17选择蓝色底线的部份，将直接连到NCBI下载相关数据第九章BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)71此时主程序的数据就是来自于NCBIGeneBank的数据(图9.18)：图9.18由NCBIGenBank下载得到的数据用户可以在比对到的结果上，按下鼠标右键后，选择SaveSelectedHits存入数据库中(图9.19)：图9.19选择SaveSelectedHits，将数据存入数据库中VectorNTI教育训练手册72图9.20显示的是用户的序列和数据库序列比对的情形，上方的序列是使用者的序列；下方的序列是数据库中比到的序列，注意在BLAST程序中只会显示比对到的区域，不会显示序列的全长。比对的结果可以选择输出：图9.20在黄色区块，上方为使用者输入的序列，下方为数据库比对的序列，可用Camera输出图档　用户可以选择使用图形文件（Metafile）或者是文本文件（Text）进行输出，只要按下OK后就可利用贴上功能输出到其他程序中（如Word）。NOTE：使用Metafile方式输出时，若序列的全长过长（超过显示画面）的情形下就无法一次全部输出，只会出现显示画面上显示的区域，此时用户可以分批把不同的区域在同一显示画面下输出就可以解决（请参考第十章）；若以文本文件的型式输出出现字型格式的问题时，需针对字型跟格式的相关设定进行调整。　在右手边的图形窗口分成三个区块，最上方的部分是表示比对的分数跟数目，绿色线表示用户的序列和数据库序列相似度最高区域，显示的分数所表达的是该区段所有比对结果分数的总合；蓝色线表示该区段和数据库中比对到的序列数目，用户光标指向图形就会显示分数跟比对数目：图9.21绿线为序列与数据库相似度最高区域，蓝线为该区段与数据库比对到的数目绿线蓝线黄色区块第九章BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)73　以图9.21为例，在位置780bp的部分为核酸A，比对到的序列有50条，这50条序列分数的加总为7456.13分。由此图形可以得知用户的序列在800bp前后的区域有最佳的比对结果；分数最高分的区块座落在600bp到800bp的部分，可以推测此区域可能扮演了重要的功能性。用户可以按下鼠标右键后点选PlotSetup调整适合自己的色彩格式：图9.22利用PlotSetup设定图形显示的方式　　　　按下确定后就可以更改显示的方式：图9.23改变不同的显示效果，达到较佳的观看结果VectorNTI教育训练手册74　图9.24是表示使用者的序列和比对序列的位置关系。上方是使用者的序列，下面是比对的序列。箭头表示比对的方向和比对的区域，箭头以外的区域为完全没有比对到部分，所以箭头越长，表示两序列比对到的区域愈大。图9.24箭头表示比对的方向，箭头越长黄色区域越大，表示比对到的区域越多图9.25箭头较短，比对到的区域相对于图9.24，比对到区域的较少由图9.25可以得知图9.24比对出来的区域比图9.25来的多。最下面的图形(图9.26)是显示所有比对到的序列和用户序列的位置关系及长短，用户可以用鼠标点选想特定的序列，就会显示该笔序列的比对资料：图9.26图下方的窗口，黄色部份为比对到的部份比对到的部分第九章BLAST(BasicLocalAlignmentSearchTool)75　以此图9.27为例，使用者点选的序列会变成红色，同时左手边和下方的窗口会显示该笔序列的数据，中间的图形也变成该序列的比对图。若不满意显示的格式，一样可以按下鼠标右键点选Properties进行更改：图9.27可选择HitMapProperties设定不同颜色状态按下OK即完成修正：图9.28利用HitMapProperties修改，让结果看起来更清晰VectorNTI教育训练手册76图形的数据也可以进行输出，只要把鼠标点向该图形接着点选后，就可以利用复制的功能进行输出。BLAST分析结果只要点左上方BLASTResult的选项，就可以进行存盘的动作(图9.29)：图9.29点选BLASTResult进行存档　　　　　　　　图9.30左边为BLAST后所储存的档案，右边为BLAST进行编辑后的档案文件夹内(图9.30)左边的档案是BLAST搜寻的结果所储存的档案，（格式为），右边是开启搜寻结果进行编辑后的存档（格式为），档案可以直接点选开启，接口的使用十分便利。