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ADVANCED METHODS FOR EVOLUTIONARY SEQUENCE ANALYSIS

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Evolutionäre Sequenzanalysen für die Molekularbiologie

Für die molekularbiologische Forschung wurden neue hochentwickelte Instrumente mit evolutionärem Sequenzalignment konzipiert.

Grundlagenforschung
Gesundheit

In der Molekularbiologie wird in großem Umfang mit Sequenzalignments gearbeitet, um aus der Anordnung von DNA-, RNA- und Proteinsequenzen Rückschlüsse auf biologische Ähnlichkeiten und Zusammenhänge zu ziehen. Allerdings ist der Ansatz zu unflexibel, um die immer komplexeren Forschungsfragen in der Molekularbiologie zu klären, sodass neue Lösungen gefragt sind. Das EU-finanzierte Projekt AMESA (Advanced methods for evolutionary sequence analysis) untersuchte das Konzept des evolutionären Sequenzalignments, um vergleichende Analysen zu verbessern. Die Forscher definierten neue Ansätze, u.a. für die Agrarforschung und medizinische Forschung. Vor allem müssen die immer größeren Datenbestände und spezifischen Daten von NGS-Plattformen (Sequenzierungsverfahren der nächsten Generation) verarbeitet werden. Nach intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeit gingen aus dem Projekt zwei Analysewerkzeuge hervor, mit denen effektive Sequenzanalysen durchgeführt und weiterentwickelt werden können. Das erste Instrument ist PAGAN, ein Mehrfachsequenz-Alignment-Programm und Algorithmus für phylogenetische de novo Alignments und Alignment-Extensions, das die Grundlage der Forschungsarbeit darstellt. Mit PAGAN, dessen Vorgänger die PRANK-Methode war, wird in diesem Bereich nun hauptsächlich gearbeitet. Das andere Tool, Wasabi, ist eine grafische Umgebung und hervorragend geeignet für die evolutionäre Sequenzanalyse und gemeinsame Datennutzung. Dieses praktische, nutzerfreundliche Cloud-Interface verwendet PAGAN und andere Analysemethoden für Sequenzanalysen und gemeinsame Datennutzung. Auf die Daten kann über jedes internetfähige Gerät zugegriffen werden. Wasabi liefert reproduzierbare Ergebnisse und ist problemlos mit komplementären Analysewerkzeugen kombinierbar. Für beide Produkte sind nach Projektende Entwicklungen und Verbesserungen geplant, was noch genauere und leistungsfähigere Werkzeuge für die molekularbiologische Forschung hervorbringen wird. Landwirtschaft, Medizin und Artenschutz sind nur einige Bereiche, die von den im Rahmen von AMESA entwickelten Forschungsmethoden und Werkzeugen profitieren können.

Schlüsselbegriffe

Evolutionäre Sequenzanalyse, evolutionäres Sequenzalignment, AMESA, Sequenzierungsverfahren der nächsten Generation, alignment extensions

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