比較基因組學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建.pdf

1、隨著高速測(cè)序技術(shù)的迅猛發(fā)展和眾多物種的全基因組測(cè)序計(jì)劃的實(shí)施,基因組數(shù)據(jù)呈海量增長(zhǎng)趨勢(shì)。大規(guī)模的全基因組數(shù)據(jù)的功能分析需要新的算法、軟件和強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)的支持。本文首先針對(duì)比較基因組學(xué)研究現(xiàn)狀,總結(jié)了比較基因組學(xué)應(yīng)用軟件中存在的問(wèn)題,這些問(wèn)題主要表現(xiàn)在不同軟件有各自特殊的數(shù)據(jù)輸入輸出格式,且常常采用不同的算法,各自側(cè)重點(diǎn)也不同；此外有些只能在特定的操作系統(tǒng)下運(yùn)行,大多數(shù)軟件設(shè)置的參數(shù)比較多,一般生物學(xué)家往往難于掌握,結(jié)果同樣的序列用不同

2、的軟件得到的結(jié)果也不同。而特別值得指出的是,一個(gè)全基因組數(shù)據(jù)往往都非常龐大,尤其是進(jìn)行多重全基因組比對(duì)時(shí),需要耗費(fèi)大量的計(jì)算時(shí)間和存儲(chǔ)空間,個(gè)人計(jì)算機(jī)往往不能滿足要求。
　　 針對(duì)上述問(wèn)題開(kāi)發(fā)了面向生物學(xué)家的比較基因組學(xué)分析平臺(tái),平臺(tái)采用瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server,B/S)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架,用戶可以在個(gè)人計(jì)算機(jī)上通過(guò)web瀏覽器,將基因組數(shù)據(jù)提交到相應(yīng)的web服務(wù)器,同時(shí)選擇參數(shù),服務(wù)器進(jìn)行分析和處理后,將結(jié)果返回到用

3、戶瀏覽器或直接發(fā)送到用戶郵箱。服務(wù)器的硬件平臺(tái)為一臺(tái)裝有Linux操作系統(tǒng)的高性能計(jì)算機(jī)(PowerCluster8000IN),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器為Apache HTTP,平臺(tái)數(shù)據(jù)管理則采用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù),并用Perl語(yǔ)言做后臺(tái)的開(kāi)發(fā)工具,HTML編寫前臺(tái)網(wǎng)頁(yè)。平臺(tái)可以接受fasta、multi-fasta、genebank等格式的數(shù)據(jù)文件和用戶直接提交的序列作為輸入數(shù)據(jù)。最后數(shù)據(jù)分析的結(jié)果以表格、文本或圖像形式返回用戶平臺(tái)。
　　

4、 平臺(tái)的主要功能有:
　　 (1)全基因組比較分析:尋找基因組間的同線性區(qū)域,基因組重組(基因插入/缺失、重復(fù)、重排和水平轉(zhuǎn)移),單核苷酸突變和拷貝數(shù)變異。
　　 (2)基因組堿基組成成分分析,基因預(yù)測(cè),tRNA預(yù)測(cè),rRNA預(yù)測(cè)和重復(fù)序列搜索。
　　 (3)動(dòng)態(tài)顯示基因組比對(duì)的同線性和基因組重組圖形和插入刪除結(jié)果,用戶可以對(duì)圖像進(jìn)行放大、縮小和平移等操作。
　　 基于所構(gòu)建的平臺(tái),本文對(duì)10種新型甲型流