POLYPHEN/POLYPHEN2

Polyphen, ora più noto nella sua versione Polyphen2, è un software per l'analisi in silico di mutazioni missenso (cioè di mutazioni che inducono una sostituzione aminoacidica). Il programma effettua delle predizioni sul possibile impatto della mutazione sulla base (1) della sequenza proteica, (2) dell'informazione filogenetica e (3) dell'informazione strutturale. Il programma verifica se la mutazione ricada all'interno di un dominio proteico essenziale per la formazione della struttura secondaria e terziaria della proteina o per il legame con altre molecole. Polyphen2 controlla anche l'insieme delle proteine omologhe per vedere se la stessa mutazione sia stata osservata anche in altre proteine della stessa famiglia. 

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PROVEAN

PROVEAN (PROtein Variation Effect ANalyzer) è un software per l'analisi in silico di mutazioni missenso (o mutazioni indel che inducano una sostituzione aminoacidica). Lo scopo di PROVEAN è quello di calcolare il possibile impatto della mutazione sulla funzionalità della proteina. PROVEAN è ospitato, insieme a SIFT, sul sito del J Craig Venter Institute, dove si dichiara che la funzionalità del software è sovrapponibile a quella di altri programmi simili come Polyphen2. Sul sito è disponibile anche una variante denominata PROVEAN HUMAN GENOME VARIANTS, che consente di fare l'analisi delle varianti tramite PROVEAN e SIFT in contemporanea.

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SNPeffect

SNPeffect è un programma di filtering e annotation specificamente studiato per fare predizioni sul possibile effetto di una mutazione missenso (cioè di una variante nucletodica che induce una sostituzione aminoacidica nella catena proteica). SNPeffect funziona interrogando il database UniProtKB, dove sono attualmente consevate informazioni su più di 60.000 varianti proteiche. SNPeffect si basa su tre algortmi: TANGO (che rileva regioni prone all'aggregazione), WALTZ (che calcola la tendenza di una certa regione a produrre sostanza amiloide, cioè materiale proteico a ridotto peso molecolare e insolubile) e LIMBO (che predice i siti di legame - binding sites - per gli chaperones Hsp70).

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SIFT

SIFT (Sorting Tolerant From Intolerant) è un programma per l'analisi in silico di mutazioni missense il cui scopo è quello di predire la possibile patogenicità di una variante sulla base del livello di conservazione evolutiva del residuo aminoacidico colpito. L'algoritmo di SIFT si basa sul presupposto che i residui aminoacidici maggiormente conservati nell'evoluzione siano verosimilmente i più importanti dal punto di vista funzionale e che mutazioni che affliggono questi residui abbiano dunque maggiori possibilità di essere patogene. Va tuttavia ricordato che una predizione di SIFT, così come qualsiasi altra predizione in silico, può anche essere errata: non sono rari i casi di mutazioni che in silico appaiono patogene mentre in realtà sono neutrali (e viceversa).

SIFT è ospitato sul sito internet del J Craig Venter Institute, dove è disponibile anche un altro programma per l'analisi in silico: PROVEAN.

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SEATTLESEQ

SeattleSeq è una programma di filtering e annotation che integra i risultati di altri programmi e database allo scopo di produrre predizioni su varianti genetiche nuove e conosciute. SettaleSeq produce punteggi relativi al grado di conservazione evolutiva delle regione genomica coinvolta, riporta la predizioni di Polyphen e i riporta i dati riguardo la frequenza HapMap. Fra gli altri, SeattleSeq rè in grado di interrogare dbSNP attraverso il Genome Variation Sever.

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VARIANT

VARIANT (VARIant ANalysis Tool) è una piattaforma web-based studiata per interrogare diversi database pubblici in parallelo. VARIANT è infatti in grado di eseguire filtering e annotation sondando database come dbSNP, 1000 Genomes, the GWAS catalog, OMIM e COSMIC.

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VAAST

VAAST (Variant Annotation Analysis and Search Tool) è un programma di filtering e annotation che utilizza informazioni esistenti circa varianti patogene già caratterizzate per fare predizioni su nuove varianti. Il risultato viene restituito in termini di probabilità di patogenicità. A differenza di altri software di filtering e annotation, VAAST è in grado di fare predizioni anche su varianti che cadono in regioni non codificanti.

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VAR-MD

VAR-MD è un programma di filtering & annotation ottimizzato per lo studio delle malattie a trasmissione mendeliana. Il software analizza le varianti genetiche ottenute da Whole Genome Sequencing (WGS) o Whole Exome Sequencing (WES) in diversi membri di una stessa famiglia (pedigree), restituendo una lista finale di possibili mutazioni patogene sulla base del modello di ereditarietà più probabile nel caso in questione, sella qualità dei genotipi ottenuti e della frequenza allelica.

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ANALISI DELEZIONE/DUPLICAZIONE SU DATI NGS

L'analisi delezione/duplicazione - detta spesso anche analisi delle CNV (Copy Number Variation) -si fa di solito tramite l'utilizzo di metodiche specifiche come la MLPA (Multiplex Ligation Probe Amplification), la qPCR (quantitative qPCR) o, per delezioni/duplicazioni particolarmente grandi, la FISH (Flourescence In Situ Hybridization). Oggi però è possibile fare il test delezione/duplicazione anche esaminando esclusivamente i dati del sequenziamento, quando questo sia fatto con la NGS (Next Generation Sequencing).

FILTERING & ANNOTATION: L'ULTIMA FASE DELL'ANALISI BIOINFORMATICA

Ultimo aggiornamento: 14.05.2015

Le operazioni di filtering & annotation costituiscono la terza ed ultima fase dell'analisi bioinformatica. A precedere filtering & annotation vi sono (1) la fase di ricostruzione delle sequenze geniche del paziente (alignment) e (2) quella di identificazione delle deviazioni (varianti) del paziente rispetto alle sequenze di riferimento del genoma umano (variant calling).