Polyphen/Polyphen-2

Per predire l’impatto delle varianti missenso

polyphen2logo

Polyphen, ora nella sua versione Polyphen-2, è un software per l’analisi in silico di varianti missenso (cioè di varianti che inducono una sostituzione aminoacidica, dette anche nsSNP: non-synonymous single nucleotide polymorphism). 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. Per le mutazioni missenso, Polyphen-2 è dunque in grado di fare quella che viene anche chiamata annotazione funzionale. 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. Polyphen-2 controlla anche l’insieme delle proteine omologhe per vedere se la stessa mutazione sia stata osservata anche in altre proteine della stessa famiglia.

Come si usa

È possibile accedere alle predizioni di Polyphen-2 attraverso il suo sito web, dove redirigono anche molti software bioinformatici (sia open-source che a pagamento). La maschera di input è immediatamente disponibile sulla homepage, dove l’interrogazione può essere avviata subito dopo aver immesso le coordinate della variante (ad esempio il  numero rs). I risultati non saranno immediatamente disponibili poiché la richiesta viene messa in coda in attesa che il server di Polyphen-2 la processi. Nella schermata di attesa, cliccando sul tasto Refresh, sarà possibile visualizzare lo stato dell’analisi (si veda l’esempio nell’immagine qui sotto).

polyphenqueueing

Esempio di schermata di attesa in Polyphen-2, dove è possibile vedere il totale dei processi in coda presso il server e la posizione corrente delle nostre richieste nella lista di attesa.

L’analisi può richiedere anche diversi minuti, a secondo del numero di richiesta in coda (nell’esempio riportato in figura l’analisi ha richiesto circa 45 minuti, ma solitamente i tempi di attesa sono molto inferiori). Quando il lavoro è pronto si viene rediretti ad una schermata dove i risultati sono visivamente rappresentati su una barra colorata da verde (punteggio 0.0 -predizione di benignità/neutralità) a rosso (punteggio 1.0 – predizione di patogenicità).

Analisi simultanea di più varianti

È importante sottolineare che Polyphen-2 può analizzare anche un ampio numero di varianti in parallelo attraverso la sua funzione di batch analysis. A questo scopo è dedicata  una pagina apposita del sito di Polyphen-2. Le spiegazioni dettagliate sull’uso delle funzioni di analisi di singola variante e di batch analysis sono riportate nella pubblicazione ufficiale di Polyphen-2, che è disponibile per la consultazione integrale gratuita (PMID: 23315928).

polyphenqueueing (IT)

Esempio di risultato di analisi del polimorfismo missenso rs34967813 nel gene RYR2 (c.A8873G:p.Q2958R). La variante viene predetta essere benigna – come del resto deducibile dalla sua elevata frequenza allelica in 1000Genomes (14%).

Breda Genetics e Polyphen-2

Polyphen-2 è considerato uno  degli strumenti più potenti e affidabili nella predizione dell’impatto delle varianti missenso. Grazie ad algoritmi specifici inseriti nelle nostre pipeline di analisi bioinformatica, tutte le varianti missenso rilevate durante le analisi Breda Genetics vengono analizzate automaticamente con Polyphen-2. Per lo studio delle varianti missenso Breda Genetics utilizza comunque anche altri software come SIFT e Mutation Taster. Nell’interesse del paziente, la nostra intepretazione delle varianti missenso è sempre molto conservativa. Il risultato della sola analisi in silico non è per noi sufficiente a determinare in modo assoluto il significato clinico di una variante missenso non precedentemente descritta in letteratura. A tale scopo, infatti, sono necessari altri tipi di evidenza, come ad esempio quelli dell’analisi familiare (test del portatore).

Referenze: http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/, PMID: 23315928

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