In silico karşılaştırmalı analizler için açık kaynaklı proteomiks platformu

Abstract

Biyoinformatik kaynaklarınca sunulan bilgiler giderek artmaktadır. Eğitim, birçok üniversitenin, diğer eğitim kurumlarının ve hükümetlerin büyük çabalarına rağmen, yaşam bilimcilere, bu oldukça dağınık, karmaşık ve heterojen biyoinformatik kaynaklarından en iyi şekilde faydalanmak için, gerekli hesaplama becerilerini sağlamada hala eksik kalmaktadır. Öte yandan bu bilgiler kaçırılmayacak kadar değerlidir. Dolayısıyla yaşam bilimcilerin temel ihtiyaçlarını karşılayacak ve bu veri kaynaklarına erişimini kolaylaştıracak bilgisayar ortamında gerçekleştirilen (in silico) analiz platformlarına ihtiyaç vardır.Bu ihtiyacı karşılamaya yönelik bir girişim olarak web tabanlı bir platform geliştirilmiştir. İhtiyaç tespiti adımı sırasında, çeşitli araştırma ilgileri olan birçok yaşam bilimcileriyle görüşülmüş ve kullanıcı senaryoları toplanmıştır. Sınırlı kaynakları göz önünde bulundurarak, platformun etkisini en üst düzeye çıkaracak ortak bir temayı tanımlamak için bu senaryoları önceliklendirilmiş ve analiz edilmiştir. Protein kümeleri yaratma ve bu kümelerin kolektif özelliklerini (örn. moleküler fonksiyonlar veya fonksiyonel alanlar) karşılaştırabilme yetisi kendisini oldukça önemli bir tema olarak göstermiştir. Daha sonra, birçok biyoinformatik kaynağı entegre edilerek merkezi bir veri tabanı oluşturulmuştur. Verileri aylık döngülerde derlemek, dönüştürmek ve merkezi veri tabanında toplamak, için akışlar geliştirilmiştir. Son olarak, çoklu protein kümeleri arasındaki ilişkileri araştırmak için web tabanlı sorgu ve görselleştirme ara yüzleri geliştirilmiştir.Elde edilen protein kümeleri, onların kolektif moleküler fonksiyonlarına, biyolojik işlevlerine, yolaklarına veya fonksiyonel alanlarına göre karşılaştırılabilirler. Protein kümeleri arasındaki ilişkiler, tablolar ile birlikte, etkileşimli Venn ve UpSet şemaları kullanılarak incelenebilir. Platformun kaynak kodu, açık kaynaklı ve sürdürülebilir gelişmeyi desteklemek için, GitHub aracılığıyla kamuya açılmıştır.

The information available through bioinformatics resources are ever increasing. The training, despite the major efforts of many universities, other educational institutions, and governments, is still short in providing the computational skills to life scientists for best utilizing these rather distributed, complex and heterogeneous bioinformatics resources. Yet the information is too valuable to be missed out. Hence there is an immediate need for `in silico` analysis platforms that will meet the basic needs of life scientists and ease their access to these data resources.As an attempt to meet this need, a web-based platform was developed. During the requirements elicitation step, many life scientists with various research interests were interviewed and user scenarios were collected. Given limited resources, these scenarios were prioritized and analyzed to identify a common theme that would maximize the impact of the platform. Ability to create protein clusters and to compare the collective properties of these clusters (e.g. molecular functions or functional areas) presented itself as a rather significant theme. Subsequently, many bioinformatics sources were integrated to form a central database. Several pipelines have been developed for compiling, converting, and collecting data in the central database following monthly cycles. Finally, web-based query and visualization interfaces have been developed to investigate the relationships between multiple protein sets.The resulting protein sets can be compared based on their collective molecular functions, biological processes, pathways or functional domains. The relations between protein sets, along with tables, can be explored using interactive Venn and UpSet diagrams. The source code for the platform is publicly available through GitHub to support open source and sustainable development.