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Translation tool: process DNA or RNA to protein by your customized genetic code table

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STraN

STraN is Sequence Translator in .NET (pronounce as strain)

Features

  • 任意の遺伝暗号表を用いた翻訳が可能
  • Ambigiousな塩基に対応
  • Alternativeな開始コドンの設定が可能
  • 翻訳後，サマリーファイルをTSVとして出力

Installation

  • Releaseページよりバージョンを選択
  • お使いのコンピュータのOSに対応するファイルをダウンロード
  • ファイルを解凍
  • 実行ファイルをパスの通る場所に移動
  • LinuxやMacの場合は要 chmod

Usage

stran [-h] [-v] [-i file] [-o string] [-t string] [--start string] [--alt-start string] [--output-all-starts] [--only-complete]

-i オプションで核酸配列のFASTAを， -o オプションで出力ファイルを指定します。 -t オプションで遺伝暗号表を設定できます。 数値を指定した場合，対応するtransl_table IDのNCBIの遺伝暗号表を使用し，ファイルを指定した場合，指定したファイルの暗号表を用います。 ファイルのフォーマットはNCBIの暗号表と同様の形式となっています。

  • AAs: アミノ酸の位置文字表記
  • Starts: 開始コドンの可能性がある場合 M，終始コドンの可能性がある場合 *，それ以外は -
  • Base1-3: 核酸塩基。ATGC のみ許容で，ハイフンなどは入れられません
  • # で始まる行はコメントとして無視されます

例

  AAs  = ABCDEFGHIJ**KL*MNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHI
Starts = ---M------**--*----M---------------M----------------------------
Base1  = TTTTTTTTTTTTTTTTCCCCCCCCCCCCCCCCAAAAAAAAAAAAAAAAGGGGGGGGGGGGGGGG
Base2  = TTTTCCCCAAAAGGGGTTTTCCCCAAAAGGGGTTTTCCCCAAAAGGGGTTTTCCCCAAAAGGGG
Base3  = TCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAG

出力ファイルは -o オプションで指定したFASTAファイルの他に，そのファイル名に .tsv のついたファイルも出力します。 このファイルは翻訳処理のサマリーを表し，開始・終了コドンやソース配列名などを記載します。 -o を指定しない場合，サマリーファイルは出力されません。

オプション

Short Full Type / Default Description
-h --help flag ヘルプの表示
-v --version flag バージョンの表示
-i --in file / 標準入力 読み込むFASTAファイル
-o --out file / 標準出力 出力先FASTAファイル
-t --table int or file / 1 使用する遺伝暗号表のIDまたはファイル名
--start string / AUG 優先的に使用する開始コドン。複数指定可能
--alt-start string / null Alternativeな開始コドン。複数指定可能
--output-all-starts flag Alternativeな開始コドンによって開始するORFを省略せずに全て出力
--only-complete flag CompleteなORFのみ出力

優先的な開始コドンとAlternativeな開始コドンについて

開始コドンを指定できるオプションとして --start と --alt-start があります。 これらの違いは，ORFとして採用する際の優先度です。 --start オプションで指定する開始コドンが優先的に用いられ，--alt-start オプションで指定するAlternativeな開始コドンはそれを補完する役割を持ちます。 以下の配列で優先的な開始コドンを AUG，Alternativeな開始コドンを CUG ・ UUG ，終始コドンを UGA ・ UAG ・ UAA として例を示します。

img

以下の図では優先的な開始コドンを赤，Alternativeな開始コドンを緑，終始コドンを青で囲みました。 このソフトウェアでは，「優先的な開始コドンから始まる領域」と，「優先的な開始コドンより前にあるAlternativeな開始コドンから始まる領域」をORFとしています。 前者は以下の図でいう5Aの AUG ～ 2Eの UGA （Complete）が該当します。 後者は以下の図でいう2Aの CUG ～ 2Eの UGA （Complete）と 7Eの CUG ～（3' partial）が該当します。 --output-all-starts オプションを指定すると，上記の3ORFに加えて4Bの UUG ～2Eの UGA のような，優先的な開始コドンより後ろにあるAlternativeな開始コドンから始まるものも出力します。

img

使用例

以下のファイルを使用する前提です。

hoge.fasta 
>Seq
UUUGUCGGGUUUCCGAUGUAUACGACACACACAAGGUGGUAUUGGAAUUCUUGCGUCAAA
UGCAGCCCUGUGUUAAAGAAACACUGGUACUGCUUAAACGGGUUUGGAACCCAGGACACG
UUCGACCACUGGGUAGCGCUGUGA
table.txt 
# Sample table
# Changed from transl_table=1

    AAs  = AAALAAAAAA**AA*AAAALAAAAAAAAAAAAAAAMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
  Starts = ---M------**--*----M---------------M----------------------------
  Base1  = TTTTTTTTTTTTTTTTCCCCCCCCCCCCCCCCAAAAAAAAAAAAAAAAGGGGGGGGGGGGGGGG
  Base2  = TTTTCCCCAAAAGGGGTTTTCCCCAAAAGGGGTTTTCCCCAAAAGGGGTTTTCCCCAAAAGGGG
  Base3  = TCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAGTCAG

hoge.fasta を読み取り，結果を標準出力に出力

$ stran -i hoge.fasta
>Seq.p1 type:internal offset:1 strand:(-) len:47 region:144-1 start-stop:XXX-XXX
HSATQWSNVSWVPNPFKQYQCFFNTGLHLTQEFQYHLVCVVYIGNPT
>Seq.p2 type:complete offset:0 strand:(+) len:43 region:16-144 start-stop:AUG-UGA
MYTTHTRWYWNSCVKCSPVLKKHWYCLNGFGTQDTFDHWVAL*
>Seq.p3 type:5'partial offset:2 strand:(-) len:29 region:144-56 start-stop:XXX-UGA
TALPSGRTCPGFQTRLSSTSVSLTQGCI*
>Seq.p4 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:28 region:60-144 start-stop:AUG-XXX
MQPCVKETLVLLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p5 type:5'partial offset:1 strand:(+) len:25 region:1-76 start-stop:XXX-UAA
LSGFRCIRHTQGGIGILASNAALC*
>Seq.p6 type:5'partial offset:0 strand:(-) len:17 region:144-94 start-stop:XXX-UAA
SQRYPVVERVLGSKPV*

hoge.fasta を読み取り，結果を fuga.fasta に出力

$ stran -i hoge.fasta -o fuga.fasta
$ cat fuga.fasta
>Seq.p1 type:internal offset:1 strand:(-) len:47 region:144-1 start-stop:XXX-XXX
HSATQWSNVSWVPNPFKQYQCFFNTGLHLTQEFQYHLVCVVYIGNPT
>Seq.p2 type:complete offset:0 strand:(+) len:43 region:16-144 start-stop:AUG-UGA
MYTTHTRWYWNSCVKCSPVLKKHWYCLNGFGTQDTFDHWVAL*
>Seq.p3 type:5'partial offset:2 strand:(-) len:29 region:144-56 start-stop:XXX-UGA
TALPSGRTCPGFQTRLSSTSVSLTQGCI*
>Seq.p4 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:28 region:60-144 start-stop:AUG-XXX
MQPCVKETLVLLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p5 type:5'partial offset:1 strand:(+) len:25 region:1-76 start-stop:XXX-UAA
LSGFRCIRHTQGGIGILASNAALC*
>Seq.p6 type:5'partial offset:0 strand:(-) len:17 region:144-94 start-stop:XXX-UAA
SQRYPVVERVLGSKPV*

CUG と UUG をAlternativeな開始コドンとして翻訳

$ stran -i hoge.fasta --alt-start CUG --alt-start UUG
>Seq.p1 type:complete offset:0 strand:(+) len:43 region:16-144 start-stop:AUG-UGA
MYTTHTRWYWNSCVKCSPVLKKHWYCLNGFGTQDTFDHWVAL*
>Seq.p2 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:34 region:42-144 start-stop:UUG-XXX
LEFLRQMQPCVKETLVLLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p3 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:31 region:51-144 start-stop:UUG-XXX
LRQMQPCVKETLVLLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p4 type:5'partial offset:2 strand:(-) len:29 region:144-56 start-stop:XXX-UGA
TALPSGRTCPGFQTRLSSTSVSLTQGCI*
>Seq.p5 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:28 region:60-144 start-stop:AUG-XXX
MQPCVKETLVLLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p6 type:complete offset:1 strand:(+) len:25 region:2-76 start-stop:UUG-UAA
LSGFRCIRHTQGGIGILASNAALC*
>Seq.p7 type:3'partial offset:1 strand:(-) len:21 region:65-1 start-stop:CUG-XXX
LHLTQEFQYHLVCVVYIGNPT
>Seq.p8 type:3'partial offset:1 strand:(-) len:19 region:59-1 start-stop:UUG-XXX
LTQEFQYHLVCVVYIGNPT
>Seq.p9 type:complete offset:1 strand:(+) len:11 region:104-136 start-stop:UUG-UAG
LEPRTRSTTG*
>Seq.p10 type:3'partial offset:2 strand:(-) len:11 region:34-1 start-stop:UUG-XXX
LCVSYTSETRQ
>Seq.p11 type:complete offset:0 strand:(-) len:7 region:114-94 start-stop:CUG-UAA
LGSKPV*
>Seq.p12 type:complete offset:1 strand:(+) len:3 region:68-76 start-stop:CUG-UAA
LC*

CUG と UUG をAlternativeな開始コドンとして翻訳し，可能性のあるORFを全て出力

$ stran -i hoge.fasta --alt-start CUG --alt-start UUG --output-all-starts
>Seq.p1 type:complete offset:0 strand:(+) len:43 region:16-144 start-stop:AUG-UGA
MYTTHTRWYWNSCVKCSPVLKKHWYCLNGFGTQDTFDHWVAL*
>Seq.p2 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:34 region:42-144 start-stop:UUG-XXX
LEFLRQMQPCVKETLVLLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p3 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:31 region:51-144 start-stop:UUG-XXX
LRQMQPCVKETLVLLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p4 type:5'partial offset:2 strand:(-) len:29 region:144-56 start-stop:XXX-UGA
TALPSGRTCPGFQTRLSSTSVSLTQGCI*
>Seq.p5 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:28 region:60-144 start-stop:AUG-XXX
MQPCVKETLVLLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p6 type:complete offset:1 strand:(+) len:25 region:2-76 start-stop:UUG-UAA
LSGFRCIRHTQGGIGILASNAALC*
>Seq.p7 type:3'partial offset:1 strand:(-) len:21 region:65-1 start-stop:CUG-XXX
LHLTQEFQYHLVCVVYIGNPT
>Seq.p8 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:20 region:84-144 start-stop:CUG-XXX
LVLLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p9 type:3'partial offset:1 strand:(-) len:19 region:59-1 start-stop:UUG-XXX
LTQEFQYHLVCVVYIGNPT
>Seq.p10 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:18 region:90-144 start-stop:CUG-XXX
LLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p11 type:complete offset:1 strand:(+) len:11 region:104-136 start-stop:UUG-UAG
LEPRTRSTTG*
>Seq.p12 type:3'partial offset:2 strand:(-) len:11 region:34-1 start-stop:UUG-XXX
LCVSYTSETRQ
>Seq.p13 type:complete offset:0 strand:(-) len:7 region:114-94 start-stop:CUG-UAA
LGSKPV*
>Seq.p14 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:5 region:129-144 start-stop:CUG-XXX
LGSAV
>Seq.p15 type:complete offset:1 strand:(+) len:3 region:68-76 start-stop:CUG-UAA
LC*
>Seq.p16 type:complete offset:0 strand:(+) len:2 region:139-144 start-stop:CUG-UGA
L*

transl_table=2 のテーブルを用いて翻訳

$ stran -i hoge.fasta -t 2
>Seq.p1 type:internal offset:1 strand:(-) len:47 region:144-1 start-stop:XXX-XXX
HSATQWSNVSWVPNPFKQYQCFFNTGLHLTQEFQYHLVCVVYIGNPT
>Seq.p2 type:internal offset:2 strand:(-) len:47 region:144-1 start-stop:XXX-XXX
TALPSGRTCPGFQTRLSSTSVSLTQGCIWRKNSNTTLCVSYTSETRQ
>Seq.p3 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:28 region:60-144 start-stop:AUG-XXX
MQPCVKETLVLLKRVWNPGHVRPLGSAV
>Seq.p4 type:5'partial offset:1 strand:(+) len:25 region:1-76 start-stop:XXX-UAA
LSGFRCMRHTQGGIGILASNAALC*
>Seq.p5 type:5'partial offset:0 strand:(-) len:17 region:144-94 start-stop:XXX-UAA
SQRYPVVERVLGSKPV*
>Seq.p6 type:complete offset:0 strand:(+) len:7 region:16-36 start-stop:AUG-AGG
MYTTHT*

table.txt のテーブルを用いて翻訳

$ stran -i hoge.fasta -t .\table.txt
>Seq.p1 type:internal offset:1 strand:(-) len:47 region:144-1 start-stop:XXX-XXX
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAALALAAAAAAAAAAAAAAAAAA
>Seq.p2 type:complete offset:0 strand:(+) len:43 region:16-144 start-stop:AUG-UGA
MAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAL*
>Seq.p3 type:5'partial offset:2 strand:(-) len:29 region:144-56 start-stop:XXX-UGA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA*
>Seq.p4 type:3'partial offset:2 strand:(+) len:28 region:60-144 start-stop:AUG-XXX
MAAAAAAALALAAAAAAAAAAAALAAAA
>Seq.p5 type:5'partial offset:1 strand:(+) len:25 region:1-76 start-stop:XXX-UAA
LAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAALA*
>Seq.p6 type:5'partial offset:0 strand:(-) len:17 region:144-94 start-stop:XXX-UAA
AAAAAAAAAALAAAAA*

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