Kanser genetiği veritabanı oluşturulması ve biyoinformatik araçlarına entegrasyonu ile yeni kanser veri setlerinin analizi

Abstract

Açık veritabanlarında depolanan fonksiyonel genomik platformlar kullanılarak tümörden elde edilmiş genom çapındaki profiller, büyük projelerin ve daha küçük çaplı araştırma ekiplerinin ilgisi ile beraber astronomik boyutlara ulaşmaktadır. Bunun sonucunda, günümüzde bu verileri mevcut bilgiler ışığında entegre edebilecek ve yorumlayabilecek aynı zamanda kanser araştırmacıları ile paylaşabilecek araçlara acil ihtiyaç vardır. Bu tez projesinde amaç bu ihtiyaca cevap verebilecek bir biyoinformatik platformu oluşturmaktır.Geliştirilen platformun fonksiyonları kanser araştırmacılarının orijinal hipotezler geliştirirken sıklıkla ihtiyaç duydukları analizleri gerçekleştirebilecek şekilde oluşturulmuştur. Platform farklı kanser türleri için gen, protein, miRNA ekspresyonlarına ilişkin profilleri, mutasyon bilgilerini, gen kopya sayısı değişimlerini ve protein ? protein etkileşimi bilgilerini saklayabilmektedir. Platform araştırmacıların onkogenomik veri ile gerçekleştirilmiş temel, entegre ve ağanalizlerine ilişkin sonuçları sorgulayabilmelerini sağlamaktadır. Gen ve miRNA ekspresyonu farkı analizi, SNP verisinden elde edilen kopya sayısı değişiminin temel analiz olarak sunulduğu platformda gen ekspresyonu, miRNA ekspresyonu, mutasyon bilgisi ve kopya sayısı değişimlerini entegre eden çeşitli analiz yöntemlerini ve bunlar ile beraber genelleştirilmiş gen seti zenginleştirme analizi entegre analiz yöntemleri olarak yer almaktadır. Ağ analizi özelliği ise bir birine eşlik eden gen ekspresyonu değişimlerini, gen ekspresyonunu düzenleyici ağları ve protein ? protein etkileşimlerini saklamayı ve görselleştirmeyi içermektedir. Son olarak, geliştirilen platformda gen ekspresyonu verisi ile klinik veri birleştirilerek sağkalım analizi gerçekleştirilebilmektedir.Geliştirilen platform mevcut hali ile 90 farklı genomik kanser araştırmasından elde edilen 20,000?den fazla hastaya ilişkin bilgiyi saklamaktadır. Farklı veri tiplerinin kullanılabilmesi, onkogenetik üzerinde etkili faktörlerin tespit edilebilmesi için orijinal entegre analiz yöntemlerini desteklemesi ve gen veya yolaklar üzerinden etkili değişimlerin sorgulanabilmesi ile öne çıkan platform literatürde var olan çalışmalara göre araştırmacılara çok zengin ve orijinal bir kaynak sunmaktadır. Anahtar Kelimeler: Biyoinformatik, Kanser, Entegre Analiz, Genetik, Gen Ekspresyonu, miRNA Ekspresyonu, Protein Ekspresyonu, Gen Kopya Sayısı, Mutasyon

Genome-wide profiles of tumors obtained using functional genomics platforms are being deposited to the public repositories at an astronomical scale, as a result of focused efforts by individual laboratories and large projects. Consequently, there is an urgent need for reliable tools that integrate and interpret these data in light of current knowledge and disseminate results to cancer researchers in a user-friendly manner. Here we aim to develop a bioinformatics platform to meet this need. The developed platform query functionalities are designed to fulfill most frequent analysis needs of cancer researchers with a view to generate novel hypotheses. It stores gene, protein and miRNA expression profiles, mutation information and copy number alterations for multiple cancer types, and proteinprotein interaction information. The platfom allows querying of results of primary analysis, integrative analysis and network analysis of oncogenomics data. The querying for primary analysis includes differential gene and miRNA expression as well as changes in gene copy number measured with SNP microarrays. It provides results of integrative analysis of gene expression profiles with copy number alterations, mutations, protein expressions and miRNA profiles as well as generalized integrative analysis using gene set enrichment analysis. The network analysis capability includes storage and visualization of gene co-expression, inferred gene regulatory networks and protein-protein interaction information. Finally, the platform provides correlations between gene expression and clinical outcomes in terms of univariate survival analysis.At present the platform provides different types of information extracted from 90 cancer genomics studies with information from more than 20,000 patients. The presence of multiple data types, novel integrative analysis for identifying regulators of oncogenesis, network analysis and ability to query gene lists/pathways are distinctive features of the platform. Finally, compared to current tools in the literature, the developed platform offers a novel bioinformatics platform to the community with it?s rich content.Key Words: Bioinformatics, Cancer, Integrative Analysis, Genetics, Gene Expression, Protein Expression, miRNA Expression, Gene Copy Number, Mutations