Aequatus是Earlham Institute(EI)開(kāi)發(fā)的一種新的生物信息學(xué)工具 - 有助于深入了解不同物種之間的同線信息，提供一個(gè)系統(tǒng)，以更好地識(shí)別重要的，正向選擇的和進(jìn)化保守的DNA區(qū)域。

通常，密切相關(guān)的生物顯示出高度的同線性，即它們沿著染色體具有相似的序列，其中被認(rèn)為具有相同功能的密切相關(guān)的基因聚集在物種之間的類似組織中。因此，許多人類基因與哺乳動(dòng)物具有高度的同線性，從黑猩猩到小鼠。

研究生物之間的同線性可以幫助我們確定遺傳區(qū)域如何通過(guò)進(jìn)化發(fā)生變化，并且具有深遠(yuǎn)的應(yīng)用 - 包括更好地了解進(jìn)化和我們?nèi)绾涡纬桑瑤椭芯咳祟惤】?，以及培育更好的作物?/p>

數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施小組的Anil Thanki說(shuō)：“我們對(duì)Aequatus非常興奮，因?yàn)樗峁┝艘环N非常直觀的方式來(lái)顯示物種間的同源基因.Aquatatus使用可用于表示基因組學(xué)數(shù)據(jù)的最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供無(wú)縫的用戶體驗(yàn)。生物學(xué)家通過(guò)在基因組特征水平上比較它們來(lái)深入研究同源基因的細(xì)節(jié)。我們還將這個(gè)資源與SMART蛋白質(zhì)域信息服務(wù)器聯(lián)系起來(lái)，讓研究人員無(wú)需切換服務(wù)即可獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。

屢獲殊榮的實(shí)際應(yīng)用程序

除了在GigaScience上發(fā)布Aequatus工具外，EI的Davey集團(tuán)的主要開(kāi)發(fā)商Anil Thanki被提名為ICG-13獎(jiǎng)項(xiàng)，該獎(jiǎng)項(xiàng)是第13屆中國(guó)深圳基因組學(xué)國(guó)際會(huì)議。

Aequatus采用開(kāi)源技術(shù)構(gòu)建，提供快速，直觀的基于Web的瀏覽體驗(yàn)，彌合系統(tǒng)發(fā)育變化與基因特征信息之間的差距。

Aequatus的開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了一個(gè)開(kāi)源JavaScript庫(kù) - Aequatus.js--它保留了完整可視化應(yīng)用程序的功能，但可以與其他Web應(yīng)用程序集成，例如非常流行的Galaxy生物信息學(xué)工作流平臺(tái)。

其中一個(gè)應(yīng)用程序是最近發(fā)布的GeneSeqToFamily工具，這是一個(gè)基于Ensembl Compara GeneTrees管道的Galaxy工作流程，用于查找基因家族。Aequatus插件已在Galaxy(目前在usegalaxy.eu)上提供，以便可視化從GeneSeqToFamily獲得的最終基因家族。

一種新穎，更完整的可視化工具

雖然傳統(tǒng)的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(“家譜”中共享祖先的可視化)提供了同線性的概述，但Aequatus還提供了有關(guān)基因結(jié)構(gòu)變化的信息，包括其中與表型(外觀)變化相對(duì)應(yīng)的變異。

使用“指導(dǎo)”基因作為參考，基于比對(duì)定位其他基因(序列相似性的分析，或基于它們的DNA或蛋白質(zhì)序列兩個(gè)基因彼此相關(guān)的接近程度)。從開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)，Ensembl Compara和Ensembl Core中檢索比對(duì)，然后Aequatus處理比較和特征數(shù)據(jù)，以基于共享的配色方案提供物種之間的系統(tǒng)發(fā)育和結(jié)構(gòu)變化的視覺(jué)表示。

使用Aequatus工具可視化的典型基因樹(shù)。

這有助于可視化同源區(qū)域，同時(shí)還允許識(shí)別基因的變化，例如插入或缺失，黑條表示與“指南”相比特定于給定基因的插入。

總體而言，Aequatus提供了一種獨(dú)特的方式來(lái)探索各種物種基因之間的復(fù)雜關(guān)系，這種關(guān)系迄今尚未實(shí)現(xiàn)。Aequatus不僅適用于包括小鼠和人類在內(nèi)的高質(zhì)量參考基因組，而且設(shè)計(jì)用于難以組裝或非模型生物。

最新版本的Aequatus還支持Ensembl REST API，它可以直接從Ensembl服務(wù)器檢索數(shù)據(jù)，并且不需要使用本地?cái)?shù)據(jù)來(lái)提高Aequatus的可移植性。

數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施組織負(fù)責(zé)人Rob Davey補(bǔ)充說(shuō)：“很高興看到這項(xiàng)工作在國(guó)際會(huì)議上發(fā)表并確實(shí)被選中。這表明基因組數(shù)據(jù)的可視化仍然是一個(gè)活躍而有價(jià)值的研究領(lǐng)域，而Aequatus確實(shí)可以幫助研究人員獲得有關(guān)其基因和感興趣的生物的更細(xì)粒度的信息“。