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编程问答

经典工具 | 使用SIFT预测错义突变的有害性

發布時間：2025/3/15 编程问答 25 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了经典工具 | 使用SIFT预测错义突变的有害性小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

SIFT

? ?用計算機替代人預測復雜事件的影響，是我們這個時代最令人興奮的科學進展之一。SIFT就是這樣一個應用于基因組學研究的經典工具。

? ?SIFT可預測多種生物體的基因組變異，主要是錯義突變的影響與效應，最大的特點是物種豐富，是一個經典的、普適性的研究工具。

網址1?(官方)

http://sift-dna.org?(偶爾進不去時換個時間或瀏覽器訪問)

開發單位

(1) 新加坡基因組研究所，計算和系統生物學

(2) 美國克雷格·文特爾研究所，基因組醫學

? ?克雷格·文特爾研究所 (J.Craig Venter Institute)成立于2006年10月。通過合并TIGR、TCAG和奎格文特科學基金會等，并為生物能源替代 (IBEA)研究所。

? ?克雷格·文特爾，美國生物學家，被很多人稱為生物學界的“壞小子”，曾經公然挑戰 “國際人類基因組計劃”，并用霰彈槍法為基因測序。來源: Baidu

預測原理

? ?SIFT根據序列同源性和氨基酸的物理特性，預測氨基酸的取代是否影響蛋白質功能。可應用于自然發生的非同義突變 (多態性)和實驗室誘導的錯義突變。

引用文獻

SIFT web server: predicting effects of amino acid substitutions on proteins.?Ngak-Leng Sim, Prateek Kumar, Jing Hu, Steven Henikoff, Georg Schneider, Pauline C. Ng.?Nucleic Acids Research, Volume 40, Issue W1, 1 July 2012, Pages W452–W457, https://doi.org/10.1093/nar/gks539 (文章下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/1ky9fh0HCuht0M9ubkasK1w ?提取碼：7bhe)

網址2?(代表性物種預測)

https://sift.bii.a-star.edu.sg/www/SIFT4G_vcf_submit.html

? ?首先需要查看自己研究的生物體是否具有SIFT數據庫，再注釋變異文件 (VCF)。對于常見生物可在線提交VCF文件。

物種范圍

? ?少量具有代表性的動物、植物、真菌、原生生物、原核生物（只有大腸桿菌）。

輸入文件

VCF文件（8th column "INFO" required)?，大小<5M

提交一個人類的VCF文件?(后文會提交其它物種)

在線預測界面

提交VCF文件

? ?國內SIFT在線預測的體驗不是很好，可能由于網絡原因。等待時間比較長、或直接"趴窩"。本篇后文會介紹本地預測的方法，體驗較好。

網址3?(擴展的SIFT 4G，涉及哪些物種)

https://sift.bii.a-star.edu.sg/sift4g/

? ?需要查看自己研究的生物體是否具有SIFT數據庫，再注釋變異文件 (VCF)。

SIFT Databases

? ?如果您研究的物種沒有被下表列出，可以創建自己的SIFT預測數據庫。

Common Name	Scientific Name
African bush elephant (非洲叢林象)	Loxodonta africana
African malaria mosquito	Anopheles gambiae
African rice	Oryza glumaepatula
Alpaca	Vicugna pacos
Amebiasis protozoan parasite?*	Entamoeba histolytica
Amborella trichopoda	Amborella trichopoda
American pika**	Ochotona princeps
Anthracnose fungus (炭疽菌)	Colletotrichum gloeosporioides
Arabidopsis (擬南芥)	Arabidopsis thaliana
Asian rice (亞洲稻)	Oryza sativa
Aspergillus (曲霉菌)	Aspergillus clavatus
Aspergillus	Aspergillus flavus
Aspergillus	Aspergillus fumigatus
Aspergillus	Aspergillus nidulans
Aspergillus	Aspergillus niger
Aspergillus	Aspergillus terreus
Atlantic cod	Gadus morhua
Bakarae and foot rot disease fungus	Fusarium fujikuroi
Barley	Hordeum vulgare
Barrel clover	Medicago truncatula
Black cottonwood	Populus trichocarpa
Blackleg fungus	Leptosphaeria maculans
Bigelowiella natans**	Bigelowiella natans
Blind cave tetra	Astyanax mexicanus
Blood fluke*	Schistosoma mansoni
Bottlenose dolphin**	Tursiops truncatus
Bovine	Bos taurus
Brown bread rice (糙米)	Oryza rufipogon
Cat	Felis catus
Campion anther smut	Microbotryum violaceum
Candida lipolytica	Yarrowia lipolytica
Carolina anole	Anolis carolinensis
Chicken	Gallus gallus
Chinese cabbage	Brassica rapa
Chinese softshell turtle	Pelodiscus sinensis
Chimpanzee	Pan troglodytes
Collared flycatcher	Ficedula albicollis
Comb jelly	Mnemiopsis leidyi
Common marmoset	Callithrix jacchus
Common shrew**	Sorex araneus
Crucifer anthracnose fungus	Colletotrichum higginsianum
Cucumber anthracnose fungus	Colletotrichum orbiculare
Diplogastrid nematode	Pristionchus pacificus
Dog	Canis familiaris
Dothistroma needle blight	Dothistroma septosporum
E.coli	Escherichia coli
Encapsulated yeast*	Cryptococcus neoformans
Eremothecium gossypii	Ashbya gossypii
European centipede	Strigamia maritima
European hedgehog	Erinaceus europaeus
Eye worm	Loa loa
Ferret (雪貂)	Mustela putorius furo
Filarial nematode worm*	Brugia malayi
Fission yeast (裂變酵母)	Schizosaccharomyces japonicus
Fission yeast	Schizosaccharomyces cryophilus
Fission yeast	Schizosaccharomyces octosporus
Fission yeast	Schizosaccharomyces pombe
Fly	Drosophila ananassae
Fly	Drosophila erecta
Fly	Drosophila grimshawi
Fly	Drosophila melanogaster
Fly	Drosophila mojavensis
Fly	Drosophila persimilis
Fly	Drosophila pseudoobscura
Fly	Drosophila sechellia
Fly	Drosophila simulans
Fly	Drosophila virilis
Fly	Drosophila willistoni
Fly	Drosophilia yakuba
Foxtail millet	Setaria_italica
Freshwater leech	Helobdella robusta
Fusarium vascular wilt	Fusarium oxysporum
Gaint panda	Ailuropoda melanoleuca
Gemmiferous Spikemoss	Selaginella moellendorffii
Gorilla	Gorilla gorilla
Grape seed	Vitis vinifera
Green alga*	Chlamydomonas reinhardtii
Green Monkey	Chlorocebus_sabaeus
Grey mouse lemur	Microcebus murinus
Grey short-tailed opossum	Monodelphis domestica
Guinea pig	Cavia porcellus
Guillardia theta**	Guillardia theta
Hoffmann's two-toed sloth	Choloepus hoffmanni
Honey bee	Apis mellifera
Horse	Equus caballus
Human	Homo sapiens
Humpbacked fly	Megaselia scalaris
Indian rice	Oryza indica
Indian wild rice*	Oryza nivara
Japanese rice fish	Oryzias latipes
Jewel wasp	Nasonia vitripennis
Kangaroo rat**	Dipodomys ordii
Kentucky bluegrass fungus	Magnaporthe poae
Large flying fox**	Pteropus vampyrus
Leaf cutter ant	Atta cephalotes
Lesser hedgehog tenrec**	Echinops telfairi
Little brown bat	Myotis lucifugus
Lyre-leaved rock-cress	Arabidopsis lyrata
Maize (玉米)	Zea mays
Maize ear and stalk rot fungus	Gibberella moniliformis
Maize anthracnose fungus	Glomerella graminicola
Maize head smut fungus*	Sporisorium reilianum
Maize smut*	Ustilago maydis
Malaria parasite*	Plasmodium falciparum
Malaria parasite*	Plasmodium vivax
Monarch Butterfly**	Danaus plexippus
Mosquito	Anopheles darlingi
Mountain Pine Beetle	Dendroctonus ponderosae
Mouse	Mus musculus
Mycobacterium tuberculosis (結核桿菌)	Mycobacterium tuberculosis
Mycosphaerella graminicola	Zymoseptoria tritici
Necrotrophic fungal pathogen	Pyrenophora teres
Nematode	Onchocerca_volvulus
Neosartorya fischeri	Neosartorya fischeri
Nile tilapia	Oreochromis niloticus
Nine banded armadillo	Dasypus novemcinctus
Noble rot fungus	Botryotinia fuckeliana
Northern greater galago	Otolemur garnettii
Northern white-cheeked gibbon	Nomascus leucogenys
Orangutan	Pongo abelii
Oryza_meridionalis (南方野生稻)	Oryza meridionalis
Owl limpet**	Lottia gigantea
Pacific transparent sea squirt	Ciona savignyi
Pacific oyster**	Crassostrea gigas
Parasite*	Leishmania major
Peach	Prunus persica
Perigord black truffle	Tuber melanosporum
Phaeodactylum tricornutum Bohlin	Phaeodactylum tricornutum
Philippine tarsier**	Tarsius syrichta
Pig	Sus scrofa
Placozoan multicellular animal	Trichoplax adhaerens
Plant pathogen*	Albugo laibachii
Plant pathogen	Nectria haematococca
Plant pathogen*	Pythium irregulare
Platypus	Ornithorhynchus anatinus
Polychaete worm**	Capitella teleta
Poplar leaf rust fungus	Melampsora laricipopulina
Postman butterfly	Heliconius melpomene
Potato	Solanum tuberosum
Potato late blight fungus	Phytophthora infestans
Powdery mildew	Blumeria graminis
Primate malaria parasite*	Plasmodium knowlesi
Puffer fish	Takifugu rubripes
Purple false brome	Brachypodium distachyon
Rabbit	Oryctolagus cuniculus
Rat	Rattus norvegicus
Red bread mold	Neurospora crassa
Red flour mite	Tribolium castaneum
Red imported file ant	Solenopsis invicta
Red spider mite	Tetranychus urticae
Rhesus macaque	Macaca mulatta
Rice blast fungus	Magnaporthe oryzae
Rock hyrax	Procavia capensis
Round worm*	Caenorhabditis brenneri
Round worm*	Caenorhabditis briggsae
Round worm*	Caenorhabditis remanei
Round worm	Caenorhabditis elegans
Sea anemone	Nematostella vectensis
Sea lamprey	Petromyzon marinus
Sea squirt	Ciona intestinalis
Sheep	Ovis aries
Silkworm	Bombyx mori
Slime mold	Dictyostelium discoideum
Snow-rot disease causing pathogen*	Pythium iwayamai
Sorghum	Sorghum bicolor
Southern house mosquito	Culex quinquefasciatus
Southern platyfish	Xiphophorus maculatus
Soybean	Glycine max
Soybean stem and root rot agent*	Phytophthora sojae
Spotted gar	Lepisosteus oculatus
Spotted green pufferfish	Tetraodon nigroviridis
Stem rust fungus*	Puccinia_graminis
Tammar wallaby	Macropus eugenii
Tasmanian devil	Sarcophilus harrisii
Termite	Zootermopsis nevadensis
Thirteen lined ground squirrel	Ictidomys tridecemlineatus
Three spine stickleback	Gasterosteus aculeatus
Tomato	Solanum lycopersicum
Toxoplasmosis protozoan parasite*	Toxoplasma gondii
Treeshew**	Tupaia belangeri
Trichinosis causing parasite**	Trichinella spiralis
Trichoderma virens	Trichoderma virens
Trichoderma reesei	Trichoderma reesei
Trypanosomiasis parasite*	Trypanosoma brucei
Verticillium wilt	Verticillium dahlia
Water flea*	Daphnia pulex
West Indian ocean coelacanth	Latimeria chalumnae
Western clawed frog	Xenopus tropicalis
Wheat	Triticum urartu
Wheat and barley crown-rot fungus	Fusarium pseudograminearum
Wheat and barley take-all root rot fungus	Gaeumannomyces graminis
Wheat head blight fungus	Gibberella zeae
Wheat fungal pathogen	Phaeosphaeria nodorum
Wheat leaf rust**	Puccinia triticina
Wheat tan spot fungus	Pyrenophora triticirepentis
White mold	Sclerotinia sclerotiorum
Wild duck	Anas platyrhynchos
Wild turkey	Meleagris gallopavo
Yeast	Komagataella pastoris
Yeast	Saccharomyces cerevisiae
Yellow fever mosquito	Aedes aegypti
Yellow koji mold (黃曲霉菌)	Aspergillus oryzae
Zebra finch	Taeniopygia guttata
Zebra fish	Danio rerio

? ?* 預測的假陽性高 (High false positive error)

? ?**?預測的覆蓋度低

網址4?(多物種、功能增強版的SIFT)?

Annotate variants?with?SIFT?4G

https://sift.bii.a-star.edu.sg/sift4g/AnnotateVariants.html

注：

? ?1. SIFT 4G是其更快版本，能更大規模、為更多物種提供錯義突變的有害性預測。

? ?2. VCF文件必須按染色體和位置排序才能正確注釋。

? ?3. 要下載到該物種的SIFT數據庫 (與bwa、GATK和snpEff等程序使用相同的特定菌株的基因組版本，以及一致的染色體表示方式)。

在Linux命令行完成預測 (略)

https://sift.bii.a-star.edu.sg/sift4g/Commandline.html

? ?由于VCF文件是所有樣本合并后的 (gVCF)，因此不太需要在Linux中做批處理。關注后續推文。

在Windows本地完成預測 (Mac略)

Annotate using GUI (Mac/Windows)

1. 下載某物種的SIFT4G數據庫

? ?https://sift.bii.a-star.edu.sg/sift4g/public

? ?如: 結核分枝桿菌

https://sift.bii.a-star.edu.sg/sift4g/public/Mycobacterium_tuberculosis/

2. 下載本地軟件?

? ?如果下載不了，反復多試幾次，并留意是否被瀏覽器攔截：

https://github.com/pauline-ng/SIFT4G_Annotator/raw/master/SIFT4G_Annotator.jar

3. 設置java到環境變量，更正：下圖第5步應下拉，加到Path中

進入高級系統設置

java環境變量設置，以在"Git bash"或"cmd"中啟動java

4. 用"java -jar"運行"SIFT4G_Annotator.jar"

? ?進入"SIFT4G_Annotator.jar"文件所在的文件夾，鼠標右鍵啟動"Git bash"。(或在Windows的cmd命令行寫代碼，注意正確的文件路徑)

在當前目錄中打開"Git bash"程序

5. 輸入以下命令 (用"java -jar"運行"SIFT4G_Annotator.jar" )

java?-version?#?查看環境變量中的java版本 # java version "1.8.0_202" # Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_202-b08) # Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.202-b08, mixed mode)java?-jar?SIFT4G_Annotator.jar?#?啟動本地版SIFT

自動彈出java圖形界面

java命令行啟動圖形界面

6. 讀取文件和數據庫

文件讀取

7. 保存本地SIFT預測結果:

結果保存

? ?結果文件存放在上一層目錄中，即"../SIFT4G_results"?(與工作目錄平級)。

8. 預測前、后的文件對比

? ?預測前VCF文件的變異行數：3559 = 3606-47

? ?預測后VCF文件的變異行數：3559 = 3608-49

VCF頭文件多出兩行：

1. ##SIFT_Threshold: 0.05

SIFT注釋文字插入到了INFO列的末尾：

DELETERIOUS: 有毒的、有害的突變

查詢環形密碼子表, Q-Gln / K-Lys

SIFT使用總結?

不再贅述，如下圖：

? ? ? SIFT評估突變有害性的工作流程

獲取本文的全部測試數據

? ?鏈接：https://pan.baidu.com/s/1-bMjndANtjiKtLMXEIs3xw?

? ?提取碼：ysx3 (Author: 宋紅衛)

? ? ? ??

—? ?基本概念?—

外顯子和基因組基本概念(一)

外顯子和基因組基本概念(二)

??蛋白質生物學推介（一）

??蛋白質生物學推介（二）

??蛋白質生物學推介（三）

??蛋白質生物學推介（四）

??蛋白質生物學推介（五）

—? ?文獻解讀? —

一個家系突變分析一篇 SCI | 文章解析

全基因組測序有助于診斷更多的罕見病

整合基因組學和蛋白質結構的致病機制分析

JMG | 基因PRKG2的變異導致骨骼表型異常

JGG?|?LRP6變異與滲出性玻璃體視網膜病變

????基因突變與腦癱風險（Nature Genetic,2020）

? 細菌基因組 | rpoB的插入變異導致高度耐藥性

全外顯子測序顯示COQ8B基因新的純合突變與腎病綜合征有關

IF>10 家系研究 | OGDHL變異導致神經發育譜系疾病，表現為癲癇、聽力與視力障礙等

—? ?數據庫? —

ClinVar數據庫詳解

AlphaFold數據庫簡介

gnomAD數據庫簡介（一）

gnomAD數據庫簡介（二）

國際千人基因組計劃數據庫（一）

國際千人基因組計劃數據庫（二）

????在線人類孟德爾遺傳 (OMIM)數據庫簡介

—? ?期刊? —

人類遺傳學領域期刊速覽

AJHG?| 人類遺傳學領域一流期刊

國產好刊?|?中科院遺傳學一區JGG

—? ?分析技術? —

Sanger測序拼?接

BAM文件格式解讀

Trim Galore軟件詳解

346個基因組可視化工具一網打進！

基因組瀏覽器IGV的安裝和圖形解讀

利用IGV可視化基因組遺傳變異位點

Jalview多序列比對圖中顯示序列標識

蛋白質二級結構、結構域及蛋白修飾預測

多序列比對軟件Jalview的安裝及使用體驗

正常與突變蛋白三維結構模型的繪制與分析

分子結構模擬工具UCSF?Chimera安裝及操作

—? ?分析平臺? —

Linux操作系統結構及常用命令

服務器 | 查看操作系統重啟日志

設置RStudio-Server不頻繁掉線

RStudio-Server安裝和內網穿透要點

Linux服務器的磁盤概念與相關操作 (一)

Linux服務器的磁盤概念與相關操作 (二)

—? ?理論與技術培訓? —

臨床基因組家系數據分析實戰，快速發表SCI文章

轉錄組分析和可視化的正確姿勢你知道了嗎？

—? ?遺傳咨詢? —

遺傳性腎臟病的基因檢測

遺傳咨詢 | 常見病-帕金森病的基因檢測

—? ?政策法規? —

雇人代寫論文是否犯法？

中華人民共和國人類遺傳資源管理條例

—? Tales of Genetics? —

巴黎保姆

60億人，60億組堿基對

一個突變基因保護了歐洲人祖先

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的经典工具 | 使用SIFT预测错义突变的有害性的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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