Analiza genów na masową skalę
Regulacja genów ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia, w jaki sposób nasz organizm przekłada zapis w genomie na w pełni sprawne komórki i organy. Ekspresja genów opiera się między innymi na miejscach wiązania czynników transkrypcyjnych (TFBS) — czyli miejscach w genomie wiążących białka regulacyjne. W ramach finansowanego przez UE projektu "Comparative genomics and next generation sequencing" (COGANGS) opracowano nowe narzędzia umożliwiające wykonywanie szczegółowych analiz regulacji genów w znanych sekwencjach DNA (powtarzających się wzorcach w obrębie DNA). Program COGANGS pozwala na znacznie dokładniejsze przewidywanie TFBS. Środowisko to zbudowane jest w oparciu o samodzielne narzędzie wiersza poleceń TransFoot (implementujące algorytmy) zintegrowane z pulpitem CLC Genomics Workbench oraz posiada intuicyjny interfejs użytkownika. Rozszerzeniem systemu BIOBASE’s ExPlain™ jest portal Match Portal, który umożliwia identyfikację czynnika transkrypcyjnego i przewidywanie wzorców ekspresji genów. Dzięki połączeniu tych dwóch podejść system COGANGS umożliwia identyfikację znanych TFBS oraz potencjalnych miejsc wiązania. Oprogramowanie dostosowuje się w sposób elastyczny do potrzeb użytkownika. Analiza może dotyczyć pojedynczych, jak i wielokrotnych sekwencji genów i można w niej uwzględnić dowolne posiadane wcześniej informacje, na przykład dotyczące ewolucji. Ponadto użytkownik może wybrać między szybszą, ale mniej szczegółową analizą, a wolniejszym, ale dokładniejszym badaniem. System wykorzystuje segmentację filogenetyczną, w której można wprowadzić drzewo ewolucyjne i podzielić je na szereg mniejszych, nakładających się na siebie segmentów. Przewidywania dotyczące danej sekwencji zależą od całego drzewa filogenetycznego, a nie tylko od elementów w tym samym komponencie. W mniej skomplikowanych przypadkach, gdzie brak jest informacji ewolucyjnych, portal Match Portal stosuje mniej zaawansowane, ale szybsze algorytmy. Oprogramowanie jest bardzo przydane dla firm farmaceutycznych, biotechnologicznych, rolniczych i biopaliwowych, a także dla szpitali prowadzących badania. Rozwiązanie to ma ogromny potencjał komercyjny, ponieważ regulacja genów jest dziś kluczowym elementem wielu dziedzin badawczych. Przewiduje się, że po dalszych inwestycjach w sprzęt i energooszczędne rozwiązania, wartość rynkowa sprzedaży za pośrednictwem portalu wyniesie co najmniej 100 milionów dolarów rocznie. Partnerzy projektu zamierzają dalej rozwijać i udoskonalać oprogramowanie.
Słowa kluczowe
Pakiet oprogramowania, regulacja genów, analiza, miejsca wiązania czynników transkrypcyjnych, TransFoot, portal Match, system COGANGS
