سید لفته فردزاده
4th August 2015, 08:35 AM
به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی، محققان دانشگاه مریلند ابزار مبتنی بر وب جدیدی را رونمایی کردند که محققان را قادر می سازد تا به سرعت و به آسانی مقادیر زیادی از اطلاعات ژنومی ناشی از آزمایشات تعیین توالی را مشاهده و مقایسه کنند. این ابزار رایگان به Epiviz موسوم است.
تعیین توالی نسل بعدی (Next-generation sequencing) انقلابی را در ژنومیک عملکردی ایجاد کرده است. این تکنیک کلید درک مکانیسم های مولکولی عملکرد سلولی در افراد سالم و بیمار و توسعه بیماری هایی مانند سرطان می باشد. اطلاعات آزمایش های متعدد نیاز به یکپارچه شدن دارند، اما تعداد فزاینده ای از مجموعه داده ها موجب به چالش کشیدن مقایسه کامل و تجزیه و تحلیل نتایج می شود.
به گفته Héctor Corrada-Bravo (استادیار علوم کامپیوتر در UMD) برای نمایش و فهرست کردن کل ژنوم، یک رابطه گرافیکی ایجاد شد که اطلاعات پایگاه داده ژنومی را نشان می دهد. بنابر اظهارات تیم مریلند، Epiviz نسبت به مرورگر هایی که در حال حاضر وجود دارند مزیت بالایی دارد، Epiviz بطور یکپارچه با با نرم افزار تجزیه و تحلیل Bioconductor (که به طور گسترده توسط دانشمندان ژنومی استفاده می شود) از طریق بسته Epivizr Bioconductor خود ادغام می شود.
به گفته محققان UMD ، تجسم جنبه جدایی ناپذیر از تجزیه و تحلیل داده های ژنومیک است. تجزیه و تحلیل الگوریتمی - آماری و تجسم تعاملی زمانی که مکرر استفاده شود، بسیار موثر است. Epiviz، یک مرورگر ژنوم مبتنی بر وب است و بسته Epivizr Bioconductor اجازه تجسم تعاملی، قابل تعمیم و تجدید پذیر را می دهد.
به گفته دکتر Corrada-Bravo (در مرکز بیوانفورماتیک و زیست شناسی محاسباتی مرکز مطالعات پیشرفته کامپیوتر دانشگاه)، ابزارهای اولیه نسبت به ابزار هیبرید (که تجسم تعاملی را با تجزیه و تحلیل الگوریتمی ادغام می کرد) تجسم محدودی را ارائه می دادند.
دکتر Corrada-Bravo می گوید: از آنجایی که Epiviz مبتنی بر زیرساخت های Bioconductor است، این ابزار بسیاری از تکنیک های تعیین توالی نسل بعدی را پشتیبانی می کند. به عنوان مثال ChIP-seq که برای تجزیه و تحلیل فعل و انفعالات پروتئین با DNA، RNA-SEQ (که یک تصویر جامع از فراوانی RNA ها در سلول را آشکار می کند) و تجزیه و تحلیل متیلاسیون DNA استفاده می شود.
Epiviz با استفاده از تکنیک های تجسم داده های تعاملی که در مرورگر های ژنومی مبتنی بر وب در دسترس نیست، روش های متعدد تجسم را برای داده های مبتنی بر مکان (مانند نواحی ژنومی مورد علاق) و داده ها مبتنی بر ویژگی ها (مانند بیان ژن) را پیاده سازی می کند.
گروه UMD و همکارانش از Epiviz برای تجسم و تجزیه و تحلیل داده های متیلاسیون DNA و بیان ژن در سرطان روده بزرگ استفاده کردند. تغییرات در الگوی متیلاسیون DNA با تعداد زیادی از سرطانهای انسانی در ارتباط بوده است.
محققان با استفاده از Epiviz و Bioconductor، مناطق سازگار با تغییرات متیلاسیون DNA را در نمونه های سرطان روده بزرگ پیدا کردند که توسط پروژه اطلس ژنوم سرطان عمومی ایجاد شده است. نتایج مطابق با آزمایش های قبلی بود، که توسط پژوهشگران دانشگاه جانز هاپکینز و با همکاری دکتر Corrada-Bravo انجام شد و تغییرات متیلاسیون DNA در مناطق بزرگ در ژنوم سرطان روده بزرگ را نشان داد.
تعیین توالی نسل بعدی (Next-generation sequencing) انقلابی را در ژنومیک عملکردی ایجاد کرده است. این تکنیک کلید درک مکانیسم های مولکولی عملکرد سلولی در افراد سالم و بیمار و توسعه بیماری هایی مانند سرطان می باشد. اطلاعات آزمایش های متعدد نیاز به یکپارچه شدن دارند، اما تعداد فزاینده ای از مجموعه داده ها موجب به چالش کشیدن مقایسه کامل و تجزیه و تحلیل نتایج می شود.
به گفته Héctor Corrada-Bravo (استادیار علوم کامپیوتر در UMD) برای نمایش و فهرست کردن کل ژنوم، یک رابطه گرافیکی ایجاد شد که اطلاعات پایگاه داده ژنومی را نشان می دهد. بنابر اظهارات تیم مریلند، Epiviz نسبت به مرورگر هایی که در حال حاضر وجود دارند مزیت بالایی دارد، Epiviz بطور یکپارچه با با نرم افزار تجزیه و تحلیل Bioconductor (که به طور گسترده توسط دانشمندان ژنومی استفاده می شود) از طریق بسته Epivizr Bioconductor خود ادغام می شود.
به گفته محققان UMD ، تجسم جنبه جدایی ناپذیر از تجزیه و تحلیل داده های ژنومیک است. تجزیه و تحلیل الگوریتمی - آماری و تجسم تعاملی زمانی که مکرر استفاده شود، بسیار موثر است. Epiviz، یک مرورگر ژنوم مبتنی بر وب است و بسته Epivizr Bioconductor اجازه تجسم تعاملی، قابل تعمیم و تجدید پذیر را می دهد.
به گفته دکتر Corrada-Bravo (در مرکز بیوانفورماتیک و زیست شناسی محاسباتی مرکز مطالعات پیشرفته کامپیوتر دانشگاه)، ابزارهای اولیه نسبت به ابزار هیبرید (که تجسم تعاملی را با تجزیه و تحلیل الگوریتمی ادغام می کرد) تجسم محدودی را ارائه می دادند.
دکتر Corrada-Bravo می گوید: از آنجایی که Epiviz مبتنی بر زیرساخت های Bioconductor است، این ابزار بسیاری از تکنیک های تعیین توالی نسل بعدی را پشتیبانی می کند. به عنوان مثال ChIP-seq که برای تجزیه و تحلیل فعل و انفعالات پروتئین با DNA، RNA-SEQ (که یک تصویر جامع از فراوانی RNA ها در سلول را آشکار می کند) و تجزیه و تحلیل متیلاسیون DNA استفاده می شود.
Epiviz با استفاده از تکنیک های تجسم داده های تعاملی که در مرورگر های ژنومی مبتنی بر وب در دسترس نیست، روش های متعدد تجسم را برای داده های مبتنی بر مکان (مانند نواحی ژنومی مورد علاق) و داده ها مبتنی بر ویژگی ها (مانند بیان ژن) را پیاده سازی می کند.
گروه UMD و همکارانش از Epiviz برای تجسم و تجزیه و تحلیل داده های متیلاسیون DNA و بیان ژن در سرطان روده بزرگ استفاده کردند. تغییرات در الگوی متیلاسیون DNA با تعداد زیادی از سرطانهای انسانی در ارتباط بوده است.
محققان با استفاده از Epiviz و Bioconductor، مناطق سازگار با تغییرات متیلاسیون DNA را در نمونه های سرطان روده بزرگ پیدا کردند که توسط پروژه اطلس ژنوم سرطان عمومی ایجاد شده است. نتایج مطابق با آزمایش های قبلی بود، که توسط پژوهشگران دانشگاه جانز هاپکینز و با همکاری دکتر Corrada-Bravo انجام شد و تغییرات متیلاسیون DNA در مناطق بزرگ در ژنوم سرطان روده بزرگ را نشان داد.