This is the second part of the previous article.

DHLAS

1. คืออะไร มีไว้ทำไม เพื่ออะไร
2. สร้างมาอย่างไร (วิธีการ)
3. ใช้อย่างไร ให้ใครใช้

หน้าที่แล้วของไดเจ็สท์ได้กล่าวถึง ตัวข้อมูลคือ HLA โดยโลกัสของ คอมเพล็กซ์ MHC เป็นกลุ่มยีนทีเก็บรหัส โมเลกุลที่ผิวเซลล์ เรียก HLA (Human Leukocyte Antigen) มี 3 กลุ่ม (I, II, & III) แต่ละกลุ่มมีหลายยีน จำนวนต่างกัน แต่ละยีนในประชากรพบได้หลากหลายรูป (มีจำนวนอัลลีล มากมาย แตกต่างกันในแต่ละยีน) อาจกล่าวอีกอย่างว่ายีนเหล่านี้ มีได้หลายแบบ หรือหลายรูป (โพลีมอร์ฟิสึม)

ด้วยลักษณะของ โลกัสของคอมเพล็กซ์ MHC ดังกล่าว และบทบาท และหน้าที่ของมันใน การทำงานปกติของร่างกายและภาวะเกิดโรค โลกัสนี้ จึงถูกใช้อย่างกว้างขวางในการศึกษาประชากร เนื่องจากความซับซ้อนข้างต้น ดังนั้นปัญหาที่มักจะพบ คือด้านสถิติ

ปัจจุบันการจัดการข้อมูล HLA จะใช้โปรแกรมฐานข้อมูลที่มีจำหน่าย เช่น ออราเคิล (Oracle) หรือ แอคเส็ส (Access) และการวิเคราะห์ข้อมูล จะอาศัย โปรแกรม SAGE, Arlekin, Genehunter, Haploview, และ PopGen ซึ่งเว็บไซต์ของมหาวิทยาลัยร็อคกี้เฟลเลอร์ (http://linkage.rockefeller. edu/soft/) จะรวบรวมซอฟแวร์ต่างๆไว้ ซึ่งบางโปรแกรมน่าสนใจและออกแบบ ให้ใช้ได้ง่าย แต่ผู้ใช้ยังคงต้องปรับฟอร์แมทของไฟล์ที่เป็นข้อมูลที่จะป้อนเข้า พบว่าขั้นตอนเตรียมข้อมูลนี้ใช้เวลามากกว่าขั้นตอนการวิเคราะห์

 DHLAS ย่อมาจาก Database HLA system เป็นระบบที่ผู้ใช้สามารถเข้า ผ่านเว็บไซต์ และมีโปรแกรมสถิติสำหรับงานวิจัยทาง HLA ระบบนี้ประกอบด้วย สองระบบย่อย คือ (1.) DHLAS-MIS สำหรับจัดการข้อมูลที่เก็บในฐานข้อมูล และ (2.) DHLAS-STATS สำหรับวิเคราะห์สถิติ

โปรแกรมอาจดาวน์โหลดและนำไปติดตั้งที่เซิรฟเวอร์ในสถาบันของ และผู้ใช้ สามารถปรับแต่งระบบให้เหมาะสมได้อย่างง่ายดาย

>>>Read more

This is my article posted on March 03, 2008 at http://www.u-sabai-d.com/blogWP/?p=10.

ชื่อบทความเดิมคือ ฐานข้อมูลและโปรแกรมวิเคราะห์ข้อมูล HLA ของประชากร (1)

ไดเจ็สท์หน้านี้จะกล่าวถึงบทความ เรื่อง การจัดการข้อมูลและโปรแกรม วิเคราะห์ข้อมูล HLA ของประชากร เพื่อที่ให้เข้าใจเรื่องนี้ได้ดียิ่งขึ้น ก่อนที่จะกล่าวถึงรายละเอียด จะขอกล่าวถึงตัวข้อมูล ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญ ของเรื่องก่อน ดังนั้นจะพูดถึง พื้นฐานของ MHC (Major Histocompatibility Complex) หรือ HLA (Human Leukocyte Antigen) ก่อน

MHC หรือ HLA

กลุ่มของโลกัส หรือยีนที่สัมพันธ์เชื่อมโยงกัน อย่างใกล้ชิด รวมกันเป็น คอมเพล็กซ์ เอ็มเอชซี (MHC หรือ HLA) ที่เก็บรหัส โมเลกุลโปรตีนบนผิวเซลล์ ที่มีความจำเพาะสำหรับบุคคล และโมเลกุล HLA จะบอกให้ระบบภูมิคุ้มกันรู้ว่า เซลล์ใดเป็นเซลล์ของร่างกาย และเซลล์ใด เป็นเซลล์แปลกปลอม และทำหน้าที่ นำเสนอแอนติเจนที่เป็นโปรตีน (แทบจะไม่นำเสนอ แอนติเจนชนิดอื่น โดยในแต่ละครั้ง จะเสนอเปปไทด์ ได้ชิ้นเดียว แม้ว่าแต่ละโมเลกุล สามารถจับกับเปปไทด์ ได้หลายชนิด ที่เข้าไปอยู่ในแอ่ง หรือ groove ได้พอดี) ยีนกลุ่มนี้ อยู่ในโครโมโซมคู่ที่ 6 ที่ตำแหน่งแขนสั้น (p arm)

โมเลกุล MHC ที่ศึกษากันมากคือ

1. เอชแอลเอ คอมเพล็กซ์ (HLA complex) ของคน และ

2. ฮีสโตคอมแพททิบิลิตี-2 (Histocompatibility-2, H-2) คอมเพล็กซ์ ของหนูเมาส์

ทั้งสองโมเลกุลนี้ มีความคล้ายกันมาก ทั้งในแง่โครงสร้างยีนต่างๆ ในโลกัส (รูปที่ 1) และหน้าที่ ข้อมูลศึกษาจากโมเลกุลหนึ่ง อาจนำไปใช้กับอีก โมเลกุลได

  >>>Read more

This is one of my most favorite Thai songs.  It's about a man who has left the country for such a long time.  In the song, it's the time he first comes back to his home. The lyrics shows how much he loves the country and the way he expresses his love to his girlfriend who has been waiting for him. >>>Read more

This is the final part of the Prediction of T cell epitope using Quantitative Matrices.

การสร้างตารางทำนาย (Quantitative Matrices)

การสร้างตารางทำนายการจับของเปปไทด์ กับโมเลกุล HLA-DP401 และ HLA-DP402 จะใช้ข้อมูลจาก การวิเคราะห์การจับกันของ เปปไทด์ที่มีตามธรรมชาติ (Oxy 273-285) โดยสังเคราะห์เปปไทด์นี้ใหม่ ให้มีการแทนที่กรดอะมิโนครั้งละ 1 ตำแหน่ง แล้วนำไปทดลอง หาการจับกับโมเลกุล HLA-DP4 ตามวิธีดังกล่าว (ตอนที่ 1) ซึ่งจะได้ค่า ฤทธิ์สัมพัทธ์ (relative activity) เนื่องจากพบว่าที่กระเปาะที่ 7 (pocket 7 หรือ p7) ซึ่งเป็น กรดอะมิโน อะลานีน และไลซีน ไม่ว่าจะแทนที่ ด้วยกรดอะมิโนชนิดใด ก็ไม่พบว่าเปลี่ยนแปลงฤทธิ์การจับ ดังนั้น จึงไม่ได้รวมตำแหน่ง p7 ไว้ในตาราง ดังนั้นในตารางที่สร้างนี้ จะเป็นค่า ฤทธิ์สัมพัทธ์ ของเปปไทด์ Oxy 273-285 ที่กรดอะมิโนที่ตำแหน่ง P1, P4, P6, และ P9 เท่านั้น (การสร้างตาราง ในงานวิจัยนี้ มี 16 ค่าในตาราง ที่ใช้การประมาณ ฤทธิ์สัมพัทธ์ จากกรดอะมิโน ที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติ ทางเคมี ใกล้เคียงกัน)

  >>>Read more

This is the article (2 parts) which was presented by myself in "Bioinformatic Digest" on Feb. 29, 2008.

ตัวอย่างนี้มาจาก การศึกษาของ คณะผู้วิจัยชาวฝรั่งเศส ที่ทำการทดลองหา การจับของเปปไทด์ ที่เปลี่ยนแปลงตำแหน่ง แองเคอร์ สำหรับ HLA-DP4

บริเวณร่องหรือแอ่ง (groove) ที่จับกับเปปไทด์ของโมเลกุล HLA II จะประกอบด้วย กระเปาะ (pocket) ที่จำเพาะ 5 ชนิด (ให้หมายเลข เป็น P1, P4, P6, P7, และ P9) และบริเวณแอ่ง ยังประกอบด้วยกรดอะมิโน ที่อาจแตกต่างกัน (โพลีมอร์ฟ) หลายตำแหน่ง

แต่ละกระเปาะ หรือพ็อคเก็ตนี้ จะเป็นส่วนที่รองรับ ส่วนที่ยื่นออกจากแนวแกน (side-chain) ของสายเปปไทด์ เป็นจะกำหนดชนิดของ กรดอะมิโนที่จะเข้าอยู่ได้ ดังนั้นโมเลกุลของ HLA II แต่ละโมเลกุล จะสามารถอ้างหรือแทนด้วย ลักษณะของโมทีฟ ที่จับกับเปปไทด์ (peptide-binding motif) ซึ่งจะกำหนดมาจาก ความชอบต่อ กรดอะมิโน ชนิดใดชนิดหนึ่ง มากกว่าบางชนิด ในพ็อคเก็ตนั้น

>>>Read more

This article is based on the publication in 1999 and was posted by me in the blog "Bioinformatic Deigest" on Feb.28, 2008.

 SYFPEITHI

ฐานข้อมูล สำหรับเปปไทด์ที่จับกับ MHC และโมทีฟของเปปไทด์

http://www.syfpeithi.de/home.htm

เริ่มรวบรวมครั้งแรกในปี ค.ศ. 1995 จากนั้นพัฒนาขึ้นเรื่อยๆ ข้อมูลที่เก็บประกอบด้วย โมทีฟของ MHC, ลิแกนด์ที่จับกับ MHC, อิพิโทพของ T cell และ ลำดับกรดอะมิโนของโมเลกุล MHC ข้อมูลเหล่านี้ทำให้สามารถบอก พื้นฐานโครงสร้างของ โมทีฟของโมเลกุล MHC โดยการวิเคราะห์ลักษณะของ บริเวณที่เกี่ยวกับกระบวนการจับ จากนั้นได้ออกแบบเป็นฐานข้อมูล ที่มีชื่อว่า SYFPEITHI เพื่อให้สามารถเข้าถึงได้ ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

>>>Read more

Bioinformatics as a tool for characterization of T cell epitopes (3)

2.1 ทำนายโดยใช้ โมทีฟของการจับ (ตอนที่แล้ว)

2.2 ทำนายโดยใช้ วิธีสร้างตารางแมทริกซ์และคำนวณ

วิธีนี้ใช้ตารางแมทริกซ์กำหนดค่าสัมประสิทธิ์ ให้แก่กรดอะมิโนทุกตัวและตำแหน่งแต่ละ ตำแหน่งในสายเปปไทด์

(ค่าในตารางแมทริกซ์อาจได้มาจากข้อมูลที่มาจากการทดลองศึกษา การจับของเปปไทด์โดยตรง หรือจากวิธีอื่นๆเช่นการใช้อัลกอริธึม ที่เหมาะสม ปัจจุบันมีตารางค่าสัมประสิทธิ์ ทั้งสำหรับโมเลกุลต่างๆของ MHC กลุ่มที่ 1 และ MHC กลุ่มที่ 2)

ค่าสัมประสิทธิ์นี้จะถูกนำไปใช้ ในการคำนวณคะแนนที่ใช้สำหรับ ทำนายการจับของเปปไทด์ โดยอาศัยสมมุติฐานว่าแต่ละตำแหน่งของ สายเปปไทด์มีส่วนช่วยในการจับอย่างอิสระ และกรดอะมิโนที่ตำแหน่งใดใด ในสายเปปไทด์ มีส่วนในการจับเท่าๆกัน

วิธีนี้เป็นวิธีง่ายๆ แต่มีประสิทธิภาพเสริมกับวิธีทำนายที่ใช้โมทีฟของการจับ

>>>Read more

2. วิธีการทำนาย

การสร้างระบบการทำนาย การจับของเปปไทด์ กับโมเลกุล MHC มีขั้นตอน ดังนี้

• รวบรวมรายชื่อเปปไทด์ กับค่าอัฟฟินิตี้ในการจับกับโมเลกุล MHC ชนิดหนึ่งๆ (หรือชุดของโมเลกุล MHC ชุดใดชุดหนึ่ง) แล้วแปลงข้อมูลนี้ไปอยู่ในรูปให้เหมาะสมสำหรับเป็นอินพุท (input) ให้คอมพิวเตอร์
• กำหนดค่าพารามิเตอร์ให้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ เพื่อให้สามารถประมวลให้ผลลัพธ์ออกมา
• ประเมินความถูกต้องของโมเดลคอมพิวเตอร์ โดยนำไปลองใช้กับข้อมูลอีกชุดหนึ่ง ที่ใช้สำหรับทดสอบ§ ถ้าจำเป็นให้ปรับค่าพารามิเตอร์ของโปรแกรม
• ทดลองใช้หาอิพิโทพของ T cell สำหรับข้อมูลจากแอนติเจนของโปรตีนที่มีอยู่จริงๆ
• การประเมินการทำนายมักจะทำโดยการทดลอง
• ตัวอย่างชนิดต่างๆของระบบทำนาย สามารถจำแนกเป็นกลุ่มตามวิธีการ ได้ดังนี้

  รายละเอียดการทำนายบางชนิดมีดังนี้

  • วิธีเชิงสถิติ เช่น ตารางแมทริกซ์เชิงปริมาณ โมทิฟถ่วงน้ำหนัก และ hidden Markov models
  • วิธีใช้โครงสร้างโมเลกุล เช่น โมทิฟของการจับ โมทิฟถ่วงน้ำหนัก
  • วิธีที่ใช้การสร้างอัจฉริยะ เช่น เทคนิคการสร้างอัจฉริยะ (artificial intelligence)
  • วิธีการจำลองทางคอมพิวเตอร์ เช่น การจำลองระดับโมเลกุล
  • วิธีที่ผสมหลายวิธี เช่น การจำลองระดับโมเลกุลร่วมกับ hidden Markov models

  >>>Read more

1. อิพิโทพของ T cell คืออะไร มีประโยชน์อย่างไร

T cell เป็นเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกัน มีหลายชนิด ในที่นี้จะกล่าวถึง T cell ที่ทำหน้าที่ฆ่าเซลล์ของเชื้อโรค เช่น เซลล์แบคทีเรีย เชื้อรา ปรสิต หรือเซลล์ที่ผิดปกติ เช่น เซลล์ที่ติดเชื้อไวรัส เซลล์ที่เปลี่ยนเป็นเนื้องอก หรือมะเร็ง และเซลล์หรือเนื้อเยื่อ หรืออวัยวะปลูกถ่าย

ขั้นตอนที่สำคัญของการทำหน้าที่ของเซลล์นี้ก็คือ เซลล์จะต้องรู้ว่าโปรตีนไหน ผิดปกติ หรือเป็น โปรตีนของสิ่งแปลกปลอม (เรียกขั้นตอนนี้ว่า recognition ดังนั้นกระบวนการ recognition จึงเป็นหัวใจสำคัญของการทำงานของเซลล์นี้)

  >>>Read more