ניווט MARRVEL, כלי מבוסס אינטרנט המשלבת גנומיקה האנושית ומודל האורגניזם גנטיקה מידע

השימוש בטכנולוגיית רצף הדור הבא הוא הרחבה במעבדות מחקר וגנטיקה קליני¹. שלם-exome (ווס) ו-רצף הגנום כולו (WGS) מנתח לחשוף גרסאות נדירות רבות של משמעות לא ידוע (הבוס) בגנים ידועים המחלה, כמו גם משתנים בגנים כי הם עדיין להיות משויך מחלה Mendelian (גאס: גנים של בלתי ודאות חשיבות). מוגש עם רשימה של גנים ומשתנים בדוח רצף קליני, גנטיקאים רפואי חייב לבקר באופן ידני משאבים מקוונים מרובים כדי לקבל מידע נוסף כדי להעריך איזה משתנה עשוי להיות אחראי על פנוטיפ מסוים לראות את החולה של עניין . תהליך זה הוא זמן רב, ויעילותה תלויה מאוד במומחיות של הפרט. למרות שמספר מאמרים לפי קווים מנחים פורסמו^2,3, פרשנות של ווס ו-wgs דורש כיוון ידני מאז יש עדיין מתודולוגיה סטנדרטית עבור ניתוח משתנה. לגבי הפרשנות של הבוס, הידע על הקשר הקודם שדווח על גנוטיפ, מצב הירושה, ותדרי אלל באוכלוסייה הכללית הופכים להיות יקרי ערך. בנוסף, ידע אם המשתנה משפיע על תחום החלבונים הקריטיים, או ששאריות שאינן משומרו באופן אבולוציונית עשויות להגדיל או להקטין את הסבירות לפתוגניות. כדי לאסוף את כל המידע הזה, אחד בדרך כלל צריך לנווט 10-20 מסדי נתונים אנושיים ומודל האורגניזם מאז המידע מפוזרים באמצעות World Wide Web.

באופן דומה, מדענים מודל אורגניזם לעבוד על גנים ספציפיים מסלולים מעוניינים לעיתים קרובות בחיבור הממצאים שלהם מנגנוני מחלות אנושיות ורוצים לנצל את הידע כי הוא נוצר בתחום הגנומיקה האנושית. עם זאת, בשל התרחבות ואבולוציה מהירה של ערכות נתונים לגבי הגנום האנושי, זה היה מאתגר לזהות מסדי נתונים המספקים מידע שימושי. בנוסף, מאחר ומרבית מסדי הנתונים של האורגניזם מיועדים לחוקרים העובדים עם האורגניזם המסוים על בסיס יומיומי, קשה מאוד למשל, לחוקר עכברים לחפש מידע ספציפי במסד נתונים של דרוזוהילה ו להיפך. בדומה לחיפושי פרשנות משתנה שבוצעה על ידי גנטיקאים רפואי, זיהוי מידע מועיל של אדם ואורגניזם מודל אחר צורכת זמן רב ותלוי במידה רבה על הרקע של חוקר אורגניזם מודל. MARRVEL (אורגניזם מודל משאבים צבורים לחקר נדיר Variant)⁴ הוא כלי מיועד שתי קבוצות של משתמשים כדי לייעל את זרימת העבודה שלהם.

MARRVEL (http://marrvel.org) תוכנן כמנוע חיפוש מרוכז האוספת נתונים בשיטתיות באופן יעיל ועקבי עבור קלינאים וחוקרים. באמצעות מידע מ-20 או יותר ממסדי נתונים זמינים לציבור, תוכנית זו מאפשרת למשתמשים לאסוף מידע במהירות ולגשת למספר רב של מסדי נתונים של אורגניזם אנושי ומודל ללא חיפושים חוזרים. דפי תוצאות החיפוש מכילים גם היפר-קישורים למקורות המידע המקוריים, ומאפשרים לאנשים לגשת לנתונים הגולמיים ולאסוף מידע נוסף המסופק על-ידי המקורות.

בניגוד רבים של כלים קביעת סדרי עדיפויות הדורשים קלט נתונים ברצף גדול בצורה של VCF או BAM קבצים והתקנות של תוכנה קניינית/מסחרית לעתים קרובות, MARRVEL פועלת על כל דפדפן אינטרנט. זה יכול לשמש ללא עלות ותואם עם מכשירים ניידים (למשל טלפונים חכמים, טבליות) כל עוד אחד מחובר לאינטרנט. בחרנו בפורמט זה מאז מטפלים רבים וחוקרים בדרך כלל צריך לחפש אחד או כמה גנים ומשתנים בכל פעם. שים לב כי אנחנו מפתחים אצווה להורדה ו-API (ממשק תכנות יישומים) תכונות עבור MARRVEL בסופו של דבר לאפשר למשתמשים לצמצם מאות גנים ומשתנים בכל פעם דרך כלי שאילתה מותאמים אישית במידת הצורך.

בשל מגוון רחב של יישומים, בפרוטוקול זה, נתאר גישה מקיפה באופן כללי על איך לנווט בקבוצות נתונים שונים כי MARRVEL מציג. דוגמאות ממוקדות יותר המותאמות לצורכי משתמשים ספציפיים, יוסברו בסעיף תוצאות הנציג. חשוב לציין כי הפלט של MARRVEL עדיין דורש רמה מסוימת של ידע ברקע בגנטיקה אנושית או מודל אורגניזמים לחלץ מידע חשוב. אנו מכנים את הקוראים לטבלה המפרטת את המסמכים הראשוניים המתארים את הפונקציה של כל אחד ממאגרי הנתונים המקוריים האצלו על ידי MARRVEL (שולחן 1). הפרוטוקול הבא מחולק לשלושה חלקים: (1) כיצד להתחיל בחיפוש, (2) כיצד לפרש את התפוקות האנושיות של MARRVEL, ו (3) כיצד לעשות שימוש של מודל האורגניזם נתונים MARRVEL. במקטע תוצאות מייצגים, מתוארים גישות ממוקדות וספציפיות יותר. MARRVEL מתעדכן באופן פעיל אז אנא פנה לדף שאלות נפוצות של אתר האינטרנט לקבלת פרטים על מקורות נתונים. אנו ממליצים בחום על משתמשי MARRVEL להירשם כדי לקבל הודעות עדכון באמצעות טופס שליחת הדואר האלקטרוני בתחתית דף הבית MARRVEL.