Un nou motor de căutare Microbiome 2 este in stadiul de proiect

0
54
Microbiome
close up of 3d microscopic blue bacteria

Când vine vorba de extragerea pe scară largă a seturilor de date de microbiom, procesul poate fi complicat, plictisitor și de-a dreptul copleșitor. Având în vedere volumul mare de date, este dificil să se coreleze un nou eșantion de microbiomi cu numărul mare de eșantioane de microbiomi existenți.

Pentru a ajuta la eficientizarea procesului de corelare a microbiomilor nou dezvoltate cu seturile de date existente, o echipă de cercetători a introdus Microbiome Search Engine 2 (MSE 2), o platformă de baze de date despre microbiomi pentru căutarea microbiomilor printre seturilor de date existente de microbiomi pe baza similarității lor în structura taxonomică sau profilul funcțional. Autorii vorbesc despre îmbunătățiri cheie, cum ar fi extensia bazei de date, compatibilitatea datelor, un nucleu de motor de căutare și o interfață cu utilizatorul.

Noul instrument permite utilizatorilor să caute în spațiul microbiomului prin similitudini funcționale, extinzând în mare măsură domeniul de exploatare bazat pe căutare al datelor „big microbiom”.

În timp ce seturile de date metagenomice din medii diverse cresc rapid, capacitatea de a accesa și reutiliza datele nu este un proces ușor. Pentru a corela rapid și informativ noii microbiomi cu cei existenți, cercetătorii au dezvoltat MSE 2.

Noua abordare a cercetătorilor de a procesa și integra datele mari este publicată în mSystems, un jurnal al Societății Americane de Microbiologie.

Prim-autorul Jing Gongchao, Single-Cell Center, CAS Key Laboratory of Biofuels, Qingdao Institute of BioEnergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), Academia Chineză de Științe (CAS), a declarat pentru NutraIngredients-SUA că dezvoltarea MSE 2 este una pe termen lung și necesită un efort persistent care nu se termină niciodată.

„Am colectat mai întâi toate datele despre microbiomi din baza de date publică, le-am reorganizat prin metadate și am selectat eșantioane cu o calitate a secvențierii relativ ridicată pentru a forma o bază de date. Apoi, am combinat aceste informații cu o serie de algoritmi de analiză și comparare a microbiomilor, dezvoltați de grupul nostru de cercetare pentru dezvoltarea bazei de date”, a explicat Gongchao, adăugând că dezvoltarea MSE 2 este un proiect continuu și pe termen lung, având în vedere volumul ridicat de date despre microbiomi.

„În ultimul deceniu am colectat cu pasiune date publicate despre microbiomi – acestea înregistrează tipurile de specii de microbi și tipurile de comunități microbiene care au trăit vreodată pe planeta noastră. Prin colectarea acestora într-o bază de date, MSE 2 le permite acestor creaturi invizibile. dar esențiale de pe Pământ să fie „amintite” de generațiile viitoare și ca acei oameni de știință care le-au descoperit mai întâi să fie recunoscuți”, a declarat prim autorul Liu Lu, tot de la Single-Cell Center.

„MSE 2 constă din (i) o bază de date despre microbiomi bine organizată și actualizată în mod regulat, care conține în prezent peste 250.000 de părți metagenomice și 16S probe de amplicon de genă ARNr asociate cu metadate unificate colectate din 798 de studii, (ii) un motor de căutare îmbunătățit care permite realizarea de căutări rapide (<0,5 s pe interogare) în întreaga bază de date pentru microbiomi cu cele mai bune potriviri utilizând profiluri taxonomice sau funcționale generale și (iii) o interfață grafică de utilizator web pentru căutare ușoară, navigare și instruire,” se arată în raportul, publicat în ianuarie.

Gongchao a declarat că dezvoltarea procesului de analiză a datelor microbiomului a început în 2010. Apoi „în 2016, am lansat prima versiune a MSE, care acoperea doar puțin sub 100.000 de eșantioane. Astăzi, avem o capacitate de date de peste 260.000 de eșantioane colectate în ultimii 10 ani. Eu cred că în viitor vom continua să actualizăm și să creăm noi versiuni”.

Înțelegerea complexității microbiomului intestinal este încă o provocare majoră pentru cercetători. Cu o compoziție unică pentru fiecare individ, care se schimbă și în timp, oamenii de știință speră să descopere misterele care se ascund în spatele interacțiunilor complexe care se desfășoară în interiorul intestinului.

Sperând că acest nou instrument va ajuta să deschidă drumul, Gongchao ne-a spus că el crede că MSE 2 este un salt tehnologic important pentru cercetători și spațiul microbiomului.

„Odată cu apariția MSE 2, lumea microbiomului / cercetării va fi schimbată atât în ceea ce privește amploarea și profunzimea datelor. Acesta oferă cercetătorilor o nouă perspectivă asupra microbiomilor la nivel mondial, și, de asemenea, face posibil să se ia în considerare datele din trecut și să cunoaștem dezvoltarea viitoare.“

Baza de date Microbiome, inclusiv taxonomia Microbiome, funcția, și metadatele, sunt disponibile pentru descărcare prin intermediul mse.ac.cn. Software-ul motorului de căutare a nucleului se află la github.com/qibebt-bioinfo/meta-storms pentru utilizare independentă cu baze de date de microbiomi definite de utilizator.