KBase: вычислительная платформа для системной биологии от Министерства энергетики США
Системы биологии Министерства энергетики США (KBase) — это новая вычислительная платформа, призванная помочь биологическому сообществу анализировать, хранить и обмениваться данными. Она объединяет информацию о растениях, микробах, микробных сообществах и их взаимодействиях для решения энергетических и экологических задач.
Ускорение исследований
Раньше анализ данных, например, для определения влияния варианта гена на урожайность растений для биотоплива, требовал обращения к нескольким базам данных и сложного программирования, занимая месяцы. С KBase такой же анализ выполняется за часы.
Платформа предоставляет инструменты, ресурсы и возможности для сетевого взаимодействия, позволяя исследователям:
- Выдвигать и проверять новые гипотезы.
- Прогнозировать биологическое поведение.
- Проектировать новые полезные функции организмов.
- Проводить ранее невозможные эксперименты.
«Впервые мы находимся в позиции, позволяющей строить прогностические модели биологических организмов», — отметил вычислительный биолог Сергей Маслов, один из руководителей проекта.
Доступные интерфейсы
Для учёных без навыков программирования доступен «Narrative Interface». Он позволяет загружать данные и строить анализ с помощью серии предварительно закодированных программ (нарративов). Например, можно отфильтровать естественные вариации генов тополя (ключевой биоэнергетической культуры), чтобы найти гены, связанные со сниженным содержанием лигнина — белка клеточной стенки, затрудняющего конверсию биомассы в биотопливо.
«Всё уже там. Вам просто нужно загрузить данные в правильном формате и пройти несколько простых шагов в нарративе», — пояснил ассистент-вычислитель Шиндже Ю.
Для программистов существует IRIS Interface — веб-терминал командной строки для самостоятельного управления программами и анализа больших объёмов данных. KBase также предлагает учебные пособия для желающих освоить кодирование.
Сообщество и обмен
Наиболее мощный ресурс KBase — это само сообщество. Исследователей поощряют загружать свои данные и программы для общего пользования. Такая кооперативная среда способствует обмену и обратной связи, улучшая инструменты и аннотации данных.
Проект объединяет усилия национальных лабораторий (Лоуренса Беркли, Аргоннской, Брукхейвенской, Ок-Ридж), ведущих университетов и институтов. Брукхейвенская лаборатория возглавляет работу с данными по растениям.
«Мы можем получить системное понимание биологического процесса гораздо быстрее и глубже, — сказал Шиндже Ю. — Это позволяет конструировать растения или бактерии для повышения продуктивности и выхода биомассы, используя информацию для биодизайна».
Платформа находится в свободном доступе для учёных после регистрации.