Nowa epoka w analizie danych omicznych
Dzięki postępom technologii wysokoprzepustowych możliwe jest monitorowanie poziomu genomicznego, transkryptomowego i regulacyjnego różnych cząsteczek biologicznych. Analizy te prowadziły do przeciążenia danymi, które wymagają metod obliczeniowych do eksploracji i analizy. Warto by połączyć dane z różnych technologii omicznych w celu uzyskania pełniejszego obrazu ekspresji genów, ilości białek i różnych procesów wewnątrzkomórkowych. Głównym założeniem inicjatywy KEPAMOD (Knowledge exchange in processing and analysis of multi-omic data) było zintegrowanie danych multiomicznych. W tym celu partnerzy przeprowadzili wymianę personelu zarówno wśród doświadczonych, jak i początkujących naukowców z różnych instytutów badawczych, aby umożliwić im zgromadzenie wiedzy na temat analizy danych pochodzących z technologii omicznych. Chodziło o poznanie technik i metodologii z zakresu proteomiki i genomiki funkcjonalnej. Uczeni wykorzystali akwaporynę 2 (AQP2) jako białko modelowe do analizy proteomicznej. Białko AQP2 odgrywa rolę w homeostazie wodnej u ssaków, ale także wiąże integryny i wspiera migrację i morfogenezę komórek nabłonkowych nerek. AQP2 wyizolowano, oczyszczono i przygotowano do masowej analizy spektrometrycznej. Ponadto uczeni zdobyli umiejętności bioinformatyczne i odbyli szkolenia dotyczące analizy danych pochodzących z sekwencjonowania RNA. Przy współpracy z Chinami ustalono, że największym problemem w przypadku aktualnych technik integracji danych multiomicznych jest to, że wymagają licznych etapów przekształcania danych. W tym celu opracowano aplikację umożliwiającą przenoszenie danych multiomicznych do oprogramowania symulującego sieci interakcji molekularnej. Wprowadzenie etapu zautomatyzowanego spowodowało natychmiastowe ograniczenie liczby błędów, co potwierdzono w szeroko zakrojonych testach na sieciach prostych i dużych. Techniki integracji danych multiomicznych opracowane w projekcie KEPAMOD zastosowano do zbadania zjawisk mechanotransdukcji oraz powiązania ich z manipulacjami mechanotransdukcji, takimi jak akupunktura (metoda leczenia reumatoidalnego zapalenia stawów). Przeanalizowano różne zbiory danych o różnorodnym pochodzeniu biochemicznym, aby poznać sieć molekularną w reumatoidalnym zapaleniu stawów i zidentyfikować nowe cele terapeutyczne.
Słowa kluczowe
Omika, analiza danych, genomika, transkryptomika, dane multiomiczne, akwaporyna 2, reumatoidalne zapalenie stawów
