Биоинженеры создали первую онлайн-поисковую систему для данных функциональной геномики

Биоинженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего создали, по их мнению, первую онлайн-поисковую систему для данных функциональной геномики. Работа лаборатории биоинженерии Шэн Чжун опубликована в журнале Nucleic Acids Research. Новая поисковая система GeNemo бесплатна для публичного использования по адресу: www.genemo.org.

GeNemo решает насущную задачу: эффективный поиск в данных функциональной геномики из онлайн-репозиториев. (Название GeNemo — это комбинация "Ge" от слова gene и Nemo из фильма "В поисках Немо".)

Функции генома организма, зафиксированные в данных функциональной геномики, напрямую связаны со здоровьем и болезнями. Новая система может помочь исследователям выявить функциональные аспекты в конкретных участках геномов, связанных с нормальной физиологией или заболеванием определенных органов и тканей.

Как работает GeNemo

• GeNemo сопоставляет данные, введенные пользователем, с онлайн-наборами данных функциональной геномики, включая всю коллекцию наборов данных ENCODE и mouse ENCODE.
• В отличие от текстовых поисковых систем, поиск в GeNemo основан на сопоставлении паттернов функциональных геномных областей.
• Инструмент позволяет искать внутри функциональных данных. Например, можно искать паттерны связывания, похожие на паттерны нового фактора транскрипции.

"Если представить данные функциональной геномики как видеофайлы, то 'текстовый поиск' — это как поиск по ключевым словам в названии или описании видео. 'Поиск внутри данных' — это как поиск видеоклипа путем сопоставления паттернов внутри самого видео", — объяснил Чжун.

"Мы разработали онлайн-инструмент, который позволяет пользователям вводить любой полный или частичный набор данных функциональной геномики, например, файл интенсивности связывания, такой как bigWig, или пиковый файл", — пояснила Сяои Цао, соавтор исследования. — "GeNemo сообщает о любых геномных областях (от 100 до 100 000 оснований) из любых онлайн-наборов данных ENCODE, которые имеют схожие функциональные паттерны, такие как связывание, модификация и доступность".

Возможности данных функционально-геномных анализов

Функционально-геномные анализы с использованием высокопроизводительного секвенирования ДНК могут исследовать геномные распределения:

• связывания факторов транскрипции (ChIP-seq)
• эпигенетических модификаций (ChIP-seq)
• регуляторных областей (DNase-seq, FAIRE-seq)

Результаты обычно хранятся в виде геномных интенсивностей (файлы WIG/bigWig) или функциональных геномных областей (пиковые/BED-файлы). Эти типы данных представляют новые проблемы для науки о больших данных.

По словам исследователей, это первое программное обеспечение, выпущенное для выполнения онлайн-поиска по данным функциональной геномики.

"Я с нетерпением жду, как разные исследовательские группы по всему миру будут использовать этот мощный новый инструмент для более эффективного использования огромных объемов данных функциональной геномики, которые генерируются каждый день", — сказал Чжун.