Tipp 114:
Der BaCelLo Predictor - Lokalisations-Vorhersage am Computer

Die Labortipps und Protokolle auf der Webseite von Nature Protocols sind meist ellenlange, knochentrockene Abhandlungen, mit denen nur Experten etwas anfangen können. Doch es gibt auch Ausnahmen.

Manchmal tauchen bei Nature Protocols sogar Tipps auf, die selbst der Laborjournal-Redakteur nicht nur verstehen, sondern auch ausprobieren kann. Einer dieser seltenen Glücksfälle ist das Protokoll "BaCelLo: a Balanced subCellular Localization predictor", das Andrea Pierleoni und seine Kollegen auf der freizugänglichen Protocol Network Seite veröffentlicht haben. Pierleoni ist Bioinformatiker in der Gruppe von Rita Casadio an der Universität Bologna und hat mit der dortigen Biocomputing Group das Programm BaCelLo entwickelt, mit dem man die subzelluläre Lokalisierung von Proteinen am Computer vorhersagen kann. Offensichtlich gibt es in Bologna nicht nur gute Tortellini-Bäcker sondern auch gute Bioinformatiker.

Am Besten gefallen mir die Abschnitte "Materials", "Time Taken" und "Procedure". Im Vergleich zu den üblichen Nature Protokollen, sind diese genial einfach. Unter "Materials" steht zunächst, was man für die Vorhersage benötigt. Sie brauchen dazu die Sequenz des Proteins im FASTA-Format, ein PC mit einem Browser und eine Internetverbindung das ist alles. Die voraussichtliche Dauer der Lokalisations-Vorhersage gibt Pierleoni unter "Time Taken" mit 30 Sekunden an. Wie man dabei vorgehen muss, beschreibt er im Abschnitt "Pocedure". Dort sind unter Punkt eins bis vier die einzelnen Schritte der Abfrage erklärt.

Sie lauten:

• Gehen sie auf die Webseite http://gpcr.biocomp.unibo.it/bacello/pred.htm
• Wählen Sie zwischen den Reichen: Tiere, Pilze oder Pflanzen.
• Kopieren Sie die Sequenz im FASTA-Format in die Eingabemaske.
• Senden Sie Ihre Anfrage ab und warten Sie auf das Ergebnis.

Simpler geht’s nicht und wann hat man als Laborjournal-Redakteur schon einmal die Gelegenheit eine Methode für die Tipps und Tricks selbst auszuprobieren? Als Testprotein wählte ich die Neutrale Trehalase (Nth1) von Saccharomyces cerevisiae, deren Regulation mir in meiner Doktorarbeit einiges Kopfzerbrechen bereitete. Dazu besorgte ich mir die Nth1 Protein-Sequenz im FASTA-Format aus der Saccharomyces Genome Datenbank (SGD) und kopierte sie in die Eingabemaske von BaCelLo. Wie versprochen lieferte BaCelLo das Ergebnis in windeseile. "Localization: Cytoplasm", stand auf dem Monitor. Treffer! Schlechter sah der Localization Predictor aus, als ich von ihm den Aufenthaltsort der Sauren Trehalase (Ath1) wissen wollte. Auch hier antwortete er mit: "Cytoplasm". Das ging daneben. Die Saure Trehalase hält sich mit Vorliebe auf der Zelloberfläche auf. Aber das wissen selbst Hefeexperten erst seit kurzem.



Folgt man den Zahlen, die Pierleoni unter der Protokollrubrik "Anticipated Results" in einer Tabelle aufführt, sind die Trefferquoten von BaCelLo ansonsten gar nicht schlecht. Sie hängen vom Organismus und von der Zahl der subzellulären Kompartimente ab. Wie zu erwarten, ist die Zahl der Treffer am Höchsten, wenn sich BaCelLo nur zwischen intrazellulär und extrazellulär entscheiden muss. Das entspricht Level 1 auf dem Entscheidungsbaum (siehe Bild), der die Vorgaben für BaCelLos Vorhersagen liefert. In diesem Fall liegt die Trefferquote zischen 90% und 96%. Bei Level 2, auf dem das Programm zwischen den Kompartimentklassen Extrazellulär, Nucleo-Zytoplasma und Organellen (Mitochondrien oder Chloroplasten) unterscheiden muss, ist sie schon etwas niedriger und liegt zwischen 84% und 89%. Auf Level 4 sinkt sie schließlich auf 66%. Dieses Level gibt es jedoch nur im Pflanzenreich. BaCelLo muss hier zwischen den fünf Kompartimenten Nucleus, Zytoplasma, Extrazellulär, Mitochondrium und Chloroplast differenzieren.

Am Schlechtesten schneidet Pierleonis Predictor ab, wenn er zytoplasmatisch und mitochondrial lokalisierte Proteine auseinander dividieren muss. Laut Pierleoni seien die Vorhersagen von BaCelLo dennoch genauer als die von anderen, derzeit gebräuchlichen Programmen. Eines sind BaCelLos Vorhersagen aber auf jeden Fall: Super schnell und einfach. Und das ist doch auch schon etwas wert.


Letzte Änderungen: 09.02.2008