Ресурсный центр вирусной биоинформатики

Ресурсный центр вирусной биоинформатики ( VBRC ) — это онлайн-ресурс, предоставляющий доступ к базе данных тщательно подобранных вирусных геномов и множеству инструментов для биоинформатического анализа генома. ^{[ 1 ]} Этот ресурс был одним из восьми BRC ( Ресурсных центров биоинформатики ), финансируемых NIAID с целью содействия исследованиям новых и вновь появляющихся патогенов , особенно тех, которые рассматриваются как потенциальные угрозы биотерроризма . VBRC теперь поддерживается доктором Крисом Аптоном. ^{[ 2 ]} в Университете Виктории .

Курируемая база данных VBRC содержит все общедоступные геномные последовательности поксвирусов и вирусов африканской чумы свиней (ASFV). Уникальным аспектом этого ресурса по сравнению с другими геномными базами данных является группирование всех аннотированных генов в группы ортологов (т.е. семейства белков ) на основе предварительного поиска сходства последовательностей BLASTP .

Доступ к курируемой базе данных осуществляется через VOCS (вирусные ортологичные кластеры), загружаемый пользовательский интерфейс на основе Java , и она выступает в качестве центрального источника информации для других программ рабочей среды VBRC. Эти программы выполняют различные функции биоинформатического анализа ( выравнивание целого или субгенома , отображение генома и несколько типов анализа последовательностей генов/белков). Большинство этих инструментов также запрограммированы на прием введенных пользователем данных.

Семейства вирусов, включенные в базу данных VBRC.

VBRC охватывает следующие вирусы:

Организация базы данных VBRC

База данных VBRC хранит вирусные биоинформационные данные на трех уровнях:

Целые геномы. Этот уровень содержит информацию о виде вируса или изоляте и всей его геномной последовательности.
Аннотированные гены. Этот уровень содержит все предсказанные ORF (открытые рамки считывания) в конкретном геноме вируса, а также их ДНК и (транслируемые) белковые последовательности.
Ортологические группы (семьи). Этот уровень является отличительной чертой базы данных VBRC. Каждый аннотированный ген после внесения в базу данных подвергается BLASTP-поиску среди всех других генов, уже находящихся в базе данных. ^{[ 3 ]} На основании результатов поиска он либо присваивается уже существующей группе ортологов, либо помещается в вновь созданную собственную группу ортологов. Цель этого уровня — «позволить быстро сравнивать схожие гены в данном семействе вирусов». ^{[ 4 ]}^{[ самостоятельно опубликованный источник? ]}

Центральные инструменты, предоставляемые VBRC

VBRC предоставляет исследователям широкий спектр инструментов, связанных с базами данных. Из них центральными четырьмя программами являются VOCs , VGO , BBB и JDotter .

ЛОС (вирусные ортологичные кластеры)
VOCs — это основной интерфейс доступа к базе данных. Пользователи могут осуществлять поиск доступных данных по ряду критериев, связанных с характеристиками генома, гена или группы ортологов. Результаты поиска отображаются в виде таблицы; Отсюда пользователь может получить дополнительную информацию о конкретной записи базы данных или запустить связанный с VOC инструмент (см. ниже) для анализа выбранных данных. Предоставляются дополнительные инструменты анализа, такие как поиск BLAST, карты генома, выравнивание генома или генов, филогенетические деревья и т. д. ^{[ 5 ]}
VGO (Организатор вирусного генома)
VGO — это интерфейс на основе Java, используемый для просмотра и поиска последовательностей вирусного генома. ^{[ 6 ]} Вместе с графическим представлением выбранного генома VBRC (или предоставленного пользователем) программа отображает информацию, относящуюся к интересующему геному, включая его гены, ORF и стартовые/стоп-кодоны. Предоставляются инструменты, позволяющие пользователю выполнять поиск по регулярным выражениям, нечетким мотивам и по массовому списку. VGO также можно использовать для идентификации родственных генов в нескольких последовательностях.
BBB (базовое)
Base-By-Base — это независимый от платформы (на основе Java) редактор попарного и множественного выравнивания всего генома. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Программа выделяет различия между последовательными парами последовательностей в пределах выравнивания, что позволяет пользователю исследовать большое выравнивание на уровне одного остатка. Рядом с каждой последовательностью отображаются аннотации из базы данных VBRC или файлов, предоставленных пользователем.
Хотя Base-By-Base был задуман как редактор и средство просмотра для выравнивания очень похожих последовательностей, он также генерирует множественные выравнивания с использованием Clustal Omega, T-Coffee и MUSCLE. Предусмотрены функции редактирования, позволяющие пользователям точно настраивать такие выравнивания вручную; пользователи также могут комментировать геномы комментариями или последовательностями праймеров.
ДжейДоттер
JDotter — это пользовательский интерфейс на основе Java, обеспечивающий доступ через VBRC к версии Dotter для Linux. JDotter может как получать доступ к предварительно обработанным точечным диаграммам генома и последовательностей генов (ДНК или белков), доступных в базе данных VBRC, так и принимать пользовательские данные для создания новых точечных диаграмм . JDotter также взаимодействует с курируемой базой данных или файлом, предоставленным пользователем, для отображения дополнительных данных о функциях, таких как аннотации генов. ^{[ 10 ]}

Другие инструменты, предоставляемые VBRC

VBRC предоставляет на своем веб-сайте ряд дополнительных инструментов анализа на основе Java. Каждый из инструментов этой категории предназначен для выполнения очень специфической задачи (например, поиск по регулярным выражениям , построение графиков асимметрии ДНК), и хотя к ним можно получить доступ как к автономным программам с вводом данных пользователем, большинство из них имеют повышенную полезность при запуске из центральное приложение VOCS с данными, предоставленными VBRC.

Эти дополнительные инструменты заключаются в следующем:

Sequence Searcher выполняет поиск регулярных выражений и нечетких мотивов последовательностей ДНК или белков и встроен в VOCS.
GFS (сканирование отпечатков пальцев генома) сопоставляет данные отпечатков пальцев пептидной массы с геномными последовательностями. Он встроен в VOCS.
NAP (Nucleotide Amino Acid Alignment) — это Java-интерфейс к napC, программе, предназначенной для выравнивания нуклеотидных и белковых последовательностей с учетом концевых разрывов и мутаций вставки/делеции. Доступ к нему можно получить из VOCS.
GraphDNA обеспечивает перекосы и блуждания ДНК ( представление содержания нуклеотидов на основе декартовой плоскости ) из базы данных VBRC или последовательности ДНК, предоставленной пользователем. Он интегрирован в VOCS. ^{[ 11 ]}
Плоттер гидрофобности создает график гидрофобности для белковой последовательности, предоставленной базой данных VBRC или предоставленной пользователем. три шкалы гидрофобности ( Кайт-Дулиттл Поддерживаются , Хопп-Вудс и Паркер-Го-Ходжес); Процедура построения графика основана на скользящем окне длины, определяемой пользователем. Доступ к нему можно получить из VOCS.
GATU (Утилита передачи аннотаций генома) позволяет пользователю аннотировать вновь секвенированный геном на основе аннотаций, присутствующих в эталонном геноме; он также может предсказывать новые гены в запрашиваемом геноме. ^{[ 12 ]}

См. также

Ссылки

^ «ВБРЦ» . Ресурсный центр вирусной биоинформатики . Доктор Крис Аптон.
^ Аптон, Крис. «Профессор биохимии и микробиологии» .
^ Аптон, К.; Слэк, С; Хантер, Алабама; Элерс, А; Ропер, Р.Л. (июль 2003 г.). «Ортологичные кластеры поксвирусов: к определению минимально необходимого генома поксвируса» . Журнал вирусологии . 77 (13): 7590–600. doi : 10.1128/JVI.77.13.7590-7600.2003 . ISSN 0022-538X . ПМК 164831 . ПМИД 12805459 .
^ Аптон, Крис (4 июля 2008 г.). «Инструменты биоинформатики и их применение в вирусологии» . Проверено 4 сентября 2009 г.
^ Элерс, А.; Осборн, Дж.; Слэк, С.; Ропер, РЛ; Аптон, К. (2002). «Ортологичные кластеры поксвирусов (POC)». Биоинформатика . 18 (11): 1544–5. doi : 10.1093/биоинформатика/18.11.1544 . ПМИД 12424130 .
^ Аптон, К; Хогг, Д; Перрен, Д; Бун, М; Харрис, Нидерланды (сентябрь 2000 г.). «Организатор вирусного генома: система анализа полных вирусных геномов». Вирусные исследования . 70 (1–2): 55–64. дои : 10.1016/S0168-1702(00)00210-0 . ISSN 0168-1702 . ПМИД 11074125 .
^ Броди, Райан; Смит, Эй Джей; Ропер, РЛ; Черепанов В; Аптон, К. (июль 2004 г.). «База за базой: анализ выравнивания всего вирусного генома на уровне одного нуклеотида» . БМК Биоинформатика . 5:96 . дои : 10.1186/1471-2105-5-96 . ПМК 481056 . ПМИД 15253776 .
^ Шин-Лин Ту; Жаннетт П. Стахели; Колум МакКлей; Кэтлин Маклеод; Тимоти М. Роуз; Крис Аптон (2018). «Базовая версия 3: Новые инструменты сравнения больших геномов вирусов» . Вирусы . 10 (11): 637. дои : 10.3390/v10110637 . ПМК 6265842 . ПМИД 30445717 .
^ Хиллари, Уильям; Линь, Сон-Хан; Аптон, Крис (2011). «База за базой, версия 2: анализ выравнивания всего вирусного генома на уровне одного нуклеотида» . Микробная информатика и экспериментирование . 1 (1): 2. дои : 10.1186/2042-5783-1-2 . ПМЦ 3348662 . ПМИД 22587754 .
^ Броди, Р.; Ропер, РЛ; Аптон, К. (январь 2004 г.). «JDotter: интерфейс Java для нескольких точечных диаграмм, созданных с помощью dotter» . Биоинформатика . 20 (2): 279–81. doi : 10.1093/биоинформатика/btg406 . ISSN 1367-4803 . ПМИД 14734323 .
^ Томас, Джейми М; Хорспул, Д; Браун, Дж; Черепанов В; Аптон, К. (январь 2007 г.). «GraphDNA: программа Java для графического отображения результатов анализа состава ДНК» . БМК Биоинформатика . 8:21 . дои : 10.1186/1471-2105-8-21 . ПМЦ 1783863 . ПМИД 17244370 .
^ Черепанов, Василий; Элерс, А; Аптон, К. (июнь 2006 г.). «Утилита переноса аннотаций генома (GATU): быстрое аннотирование вирусных геномов с использованием близкородственного эталонного генома» . БМК Геномика . 7 :150. дои : 10.1186/1471-2164-7-150 . ПМК 1534038 . ПМИД 16772042 .

Дальнейшее чтение

Биоинформатика для анализа геномов поксвирусов ^{[ 1 ]}
В конце концов, мир тесен — вирусная геномика и глобальное доминирование вирусов. ^{[ 2 ]}
Биоинформатические подходы к сравнительному анализу вирусов ^{[ 3 ]}

Внешние ссылки

[1] Аналитическая рабочая среда Ресурсного центра вирусной биоинформатики (содержит инструменты на основе Java)
Домашняя страница НИАИД
Ресурсные центры биоинформатики Страница NIAID, описывающая цели и деятельность BRC.
Сайт Pathogen Portal Hub для BRC; предоставляет сводную информацию
[2] Стартовая страница ортологичных кластеров вирусов
[3] Стартовая страница Viral Genome Organizer
[4] Страница запуска каждой базы
[5] Стартовая страница JDotter

^ Да Силва, Мелисса; Аптон, Крис (2012). Вирус коровьей оспы и поксвирусология . Методы молекулярной биологии. Том. 890. Мелисса да Силва и Крис Аптон. стр. 233–258. дои : 10.1007/978-1-61779-876-4_14 . ISBN 978-1-61779-875-7 . ПМИД 22688771 .
^ Гедин, Элоди; Аптон, Крис (2011). «В конце концов, мир тесен — вирусная геномика и глобальное доминирование вирусов». Современное мнение в вирусологии . 1 (4): 280–281. дои : 10.1016/j.coviro.2011.08.001 . ПМИД 22440784 .
^ Амгартен, Дейвид; Аптон, Крис (2018). Сравнительная геномика . Методы молекулярной биологии. Том. 1704 год. Дейвид Амгартен и Крис Аптон. стр. 401–417. дои : 10.1007/978-1-4939-7463-4_15 . ISBN 978-1-4939-7461-0 . ПМИД 29277875 .

[1] «ВБРЦ» . Ресурсный центр вирусной биоинформатики . Доктор Крис Аптон.

[2] Аптон, Крис. «Профессор биохимии и микробиологии» .

[Poxvirus_Orthologous_Clusters-3] Аптон, К.; Слэк, С; Хантер, Алабама; Элерс, А; Ропер, Р.Л. (июль 2003 г.). «Ортологичные кластеры поксвирусов: к определению минимально необходимого генома поксвируса» . Журнал вирусологии . 77 (13): 7590–600. doi : 10.1128/JVI.77.13.7590-7600.2003 . ISSN 0022-538X . ПМК 164831 . ПМИД 12805459 .

[Scirus_Topic_Page-4] Аптон, Крис (4 июля 2008 г.). «Инструменты биоинформатики и их применение в вирусологии» . Проверено 4 сентября 2009 г.

[5] Элерс, А.; Осборн, Дж.; Слэк, С.; Ропер, РЛ; Аптон, К. (2002). «Ортологичные кластеры поксвирусов (POC)». Биоинформатика . 18 (11): 1544–5. doi : 10.1093/биоинформатика/18.11.1544 . ПМИД 12424130 .

[6] Аптон, К; Хогг, Д; Перрен, Д; Бун, М; Харрис, Нидерланды (сентябрь 2000 г.). «Организатор вирусного генома: система анализа полных вирусных геномов». Вирусные исследования . 70 (1–2): 55–64. дои : 10.1016/S0168-1702(00)00210-0 . ISSN 0168-1702 . ПМИД 11074125 .

[7] Броди, Райан; Смит, Эй Джей; Ропер, РЛ; Черепанов В; Аптон, К. (июль 2004 г.). «База за базой: анализ выравнивания всего вирусного генома на уровне одного нуклеотида» . БМК Биоинформатика . 5:96 . дои : 10.1186/1471-2105-5-96 . ПМК 481056 . ПМИД 15253776 .

[8] Шин-Лин Ту; Жаннетт П. Стахели; Колум МакКлей; Кэтлин Маклеод; Тимоти М. Роуз; Крис Аптон (2018). «Базовая версия 3: Новые инструменты сравнения больших геномов вирусов» . Вирусы . 10 (11): 637. дои : 10.3390/v10110637 . ПМК 6265842 . ПМИД 30445717 .

[9] Хиллари, Уильям; Линь, Сон-Хан; Аптон, Крис (2011). «База за базой, версия 2: анализ выравнивания всего вирусного генома на уровне одного нуклеотида» . Микробная информатика и экспериментирование . 1 (1): 2. дои : 10.1186/2042-5783-1-2 . ПМЦ 3348662 . ПМИД 22587754 .

[10] Броди, Р.; Ропер, РЛ; Аптон, К. (январь 2004 г.). «JDotter: интерфейс Java для нескольких точечных диаграмм, созданных с помощью dotter» . Биоинформатика . 20 (2): 279–81. doi : 10.1093/биоинформатика/btg406 . ISSN 1367-4803 . ПМИД 14734323 .

[11] Томас, Джейми М; Хорспул, Д; Браун, Дж; Черепанов В; Аптон, К. (январь 2007 г.). «GraphDNA: программа Java для графического отображения результатов анализа состава ДНК» . БМК Биоинформатика . 8:21 . дои : 10.1186/1471-2105-8-21 . ПМЦ 1783863 . ПМИД 17244370 .

[12] Черепанов, Василий; Элерс, А; Аптон, К. (июнь 2006 г.). «Утилита переноса аннотаций генома (GATU): быстрое аннотирование вирусных геномов с использованием близкородственного эталонного генома» . БМК Геномика . 7 :150. дои : 10.1186/1471-2164-7-150 . ПМК 1534038 . ПМИД 16772042 .

[13] Да Силва, Мелисса; Аптон, Крис (2012). Вирус коровьей оспы и поксвирусология . Методы молекулярной биологии. Том. 890. Мелисса да Силва и Крис Аптон. стр. 233–258. дои : 10.1007/978-1-61779-876-4_14 . ISBN 978-1-61779-875-7 . ПМИД 22688771 .

[14] Гедин, Элоди; Аптон, Крис (2011). «В конце концов, мир тесен — вирусная геномика и глобальное доминирование вирусов». Современное мнение в вирусологии . 1 (4): 280–281. дои : 10.1016/j.coviro.2011.08.001 . ПМИД 22440784 .

[15] Амгартен, Дейвид; Аптон, Крис (2018). Сравнительная геномика . Методы молекулярной биологии. Том. 1704 год. Дейвид Амгартен и Крис Аптон. стр. 401–417. дои : 10.1007/978-1-4939-7463-4_15 . ISBN 978-1-4939-7461-0 . ПМИД 29277875 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]