IGおよびTRシングルチェーンフラグメント変数（SCFV）シーケンス分析：IMGT/V-QuestおよびIMGT/HighV-Questの新しい高度な機能

背景：IMGT®、国際免疫遺伝子情報システム®（http://www.imgt.org）は、1989年にフランスのモンペリエ（CNRSおよびモンペリエ大学）で作成され、抗原受容体の巨大で複雑な多様性を管理し、免疫情報学の起源であり、免疫遺伝学とバイオインフォマティクスの間の界面の科学です。免疫グロブリン（IG）または抗体およびT細胞受容体（TR）は、受容体、鎖、ドメインのレベルのIMGT®データベースとツールで管理および説明されています。IgおよびTR変数（V）ドメインの再配置されたヌクレオチド配列の分析は、IMGT/Vクエスト（1997年以降のオンライン、バッチあたり50シーケンス）、および次世代シーケンス（NGS）、IMGT/HighV-Questによって実行されます。IMGT/Vクエストの高スループットバージョン（2010年に開始されたポータル、バッチあたり500,000シーケンス）。免疫適応応答のin vivo自然多様性を模倣する、工学的抗体単一鎖フラグメント変数（SCFV）のin vitro組み合わせライブラリは、新規抗原結合特異性の発見について広範囲にスクリーニングされています。ただし、NGSフル長SCFV（〜850 bp）の分析は、リンカーで接続された2つのVドメインを含むため、課題を表しており、単一のチェーンに2つのVドメインを分析するためのツールがありません。 方法：機能「単一チェーンフラグメント変数（SCFV）の分析」は、IMGT/Vクエスト、およびNGSの場合、IGとTR SCFVの2つのVドメインの分析のためにIMGT/HighV-Questで実装されています。それは5つのステップで進みます：最初の最も近いV-領域、最初のv-（d）-j-regionの完全な特性評価を検索し、次に2番目のV領域と2番目のv-（d） - の完全な特性評価を検索します - j-region、そして最後にリンカー境界。 結果：各シーケンスまたはNGSの読み取りについて、SCFVの5'Vドメイン、リンカー、3'Vドメインの位置が「V指向の」感覚で提供されます。各Vドメインは完全に特徴付けられています（遺伝子識別、配列記述、接合分析、突然変異の特性評価、アミノの変化）。機能は一般的であり、対応する種IMGTリファレンスディレクトリが利用可能である場合、2つのVドメインを含むIgまたはTRシングルチェーンヌクレオチド配列を分析できます。 結論：IMGT/v-QuestおよびNGSの場合、IMGT/HighV-Questで実装された「単一チェーンフラグメント変数（SCFV）の分析（SCFV）」は、フルレングスSCFVの2つのVドメインの識別と完全な特性評価を提供します（〜850 bp）組み合わせライブラリからのヌクレオチド配列。分析は、発現した抗原受容体IgまたはTRレパートリーの連結したペアチェーンでも実行できます。

BACKGROUND: IMGT®, the international ImMunoGeneTics information system® ( http://www.imgt.org ), was created in 1989 in Montpellier, France (CNRS and Montpellier University) to manage the huge and complex diversity of the antigen receptors, and is at the origin of immunoinformatics, a science at the interface between immunogenetics and bioinformatics. Immunoglobulins (IG) or antibodies and T cell receptors (TR) are managed and described in the IMGT® databases and tools at the level of receptor, chain and domain. The analysis of the IG and TR variable (V) domain rearranged nucleotide sequences is performed by IMGT/V-QUEST (online since 1997, 50 sequences per batch) and, for next generation sequencing (NGS), by IMGT/HighV-QUEST, the high throughput version of IMGT/V-QUEST (portal begun in 2010, 500,000 sequences per batch). In vitro combinatorial libraries of engineered antibody single chain Fragment variable (scFv) which mimic the in vivo natural diversity of the immune adaptive responses are extensively screened for the discovery of novel antigen binding specificities. However the analysis of NGS full length scFv (~850 bp) represents a challenge as they contain two V domains connected by a linker and there is no tool for the analysis of two V domains in a single chain. METHODS: The functionality "Analyis of single chain Fragment variable (scFv)" has been implemented in IMGT/V-QUEST and, for NGS, in IMGT/HighV-QUEST for the analysis of the two V domains of IG and TR scFv. It proceeds in five steps: search for a first closest V-REGION, full characterization of the first V-(D)-J-REGION, then search for a second V-REGION and full characterization of the second V-(D)-J-REGION, and finally linker delimitation. RESULTS: For each sequence or NGS read, positions of the 5'V-DOMAIN, linker and 3'V-DOMAIN in the scFv are provided in the 'V-orientated' sense. Each V-DOMAIN is fully characterized (gene identification, sequence description, junction analysis, characterization of mutations and amino changes). The functionality is generic and can analyse any IG or TR single chain nucleotide sequence containing two V domains, provided that the corresponding species IMGT reference directory is available. CONCLUSION: The "Analysis of single chain Fragment variable (scFv)" implemented in IMGT/V-QUEST and, for NGS, in IMGT/HighV-QUEST provides the identification and full characterization of the two V domains of full-length scFv (~850 bp) nucleotide sequences from combinatorial libraries. The analysis can also be performed on concatenated paired chains of expressed antigen receptor IG or TR repertoires.