Visualizing biological data—now and in the future - ppS2 - S4
Seán I O'Donoghue, Anne-Claude Gavin, Nils Gehlenborg, David S Goodsell, Jean-Karim Hériché, Cydney B Nielsen, Chris North, Arthur J Olson, James B Procter, David W Shattuck, Thomas Walter & Bang Wong
Visualization of image data from cells to organisms - ppS26 - S41
Thomas Walter, David W Shattuck, Richard Baldock, Mark E Bastin, Anne E Carpenter, Suzanne Duce, Jan Ellenberg, Adam Fraser, Nicholas Hamilton, Steve Pieper, Mark A Ragan, Jurgen E Schneider, Pavel Tomancak & Jean-Karim Hériché
Visualization of macromolecular structures - ppS42 - S55
Seán I O'Donoghue, David S Goodsell, Achilleas S Frangakis, Fabrice Jossinet, Roman A Laskowski, Michael Nilges, Helen R Saibil, Andrea Schafferhans, Rebecca C Wade, Eric Westhof & Arthur J Olson
Visualization of omics data for systems biology - ppS56 - S68
Nils Gehlenborg, Seán I O'Donoghue, Nitin S Baliga, Alexander Goesmann, Matthew A Hibbs, Hiroaki Kitano, Oliver Kohlbacher, Heiko Neuweger, Reinhard Schneider, Dan Tenenbaum & Anne-Claude Gavin
The sequence is manipulate to remove non-coding characters, to get reverse and complement strands, to obtain both strands, to calculate G+C content and nucleotide composition, or may be converted to RNA.
Restriction digestion of DNA sequences with endonucleases. Allows restriction of one or more sequences, and also the comparison of restriction patterns. All commercially available restriction enzymes are included as of REBASE version 711. This service recognizes 253 different cleavage patterns (from all 624 commercially available endonucleases).
Sequence:
Show code
Min. recognition size for each enzyme
Type of restriction enzyme
Use only this endonuclease
Only use enzymes with known bases (no N,R,Y...)
Include Type IIb restriction enzymes
Include Type IIs restriction enzymes When two or more input sequences are searched:
Show only endonucleases showing different restriction patterns for searched sequences.
Description:"Reverse Complement - Bioinformatics Tools" Reverse Complement converts a DNA sequence into its reverse, complement, or reverse-complement counterpart. You may want to work with the reverse-complement of a sequence if it contains an ORF on the reverse strand. Author: Your Lab Data
This tool will calculate melting temperature for an oligonucleotide. Formulas for basic tm calculation are explained in the script. For Base-Stacking Tm computing, references are provided.
This tool finds microsatellites in DNA sequences. Microsatellites are copies ofsimple di, tri, tetra, and pentanucleotides which lie adjacent to each other. For example the sequence ACGTACGTACGTACGTACGT is a microsatellite repeat of tetranucleotide ACGT.
Description:Primer3 is a widely used program for designing PCR primers (PCR = 'Polymerase Chain Reaction'). PCR is an essential and ubiquitous tool in genetics and molecular biology. Primer3 can also design hybridization probes and sequencing primers. This is a basic edition with only basic input. A full featured edition is comming soon. Author: Your Lab Data
El llop marsupial, a vegades també anomenat tigre de Tasmània, és un animal extingit de la espècie Thylacinus cynocephalus que va viure a Austràlia i Tasmània. Va quedar restringit a Tasmània, on després de caceres abusives al llarg del segle XIX va anar desapareixent progressivament. L'últim exemplar va morir al zoo de Hobart l'any 1936.
Després de 73 anys de la seva extinció, aquest animal torna a ser notícia. El passat 13 de Gener un grup d'investigadors d'arreu del món (entre ells l'espanyol Juan Luis Arsuaga) liderats per científics de la Pennsylvania State University, han publicat un article on descriuen la seqüenciació, a partir de mostres extretes de dos espècimens conservats en un Museu, del genoma mitocondrial d'aquesta espècie. No és la primera espècie extingida de la que s'ha seqüenciat el seu genoma, doncs disposem ja de la seqüència del genoma nuclear quasi complert del Mamut, i el genoma mitocondrial i molt properament el genoma nuclear complert de l'home de Neardental. Però podríem dir que el tigre de Tasmània és el primer animal extingit del que hi han però fotografies (i alguna filmació) en vida, del que s'ha seqüenciat en la seva totalitat el genoma mitocondrial.
Al 1989, però, ja es va seqüenciar dos fragments corresponents a dos gens mitocondrials: un fragment de 108 parells de bases del gen que codifica per a la subunitat 12S del RNA ribosòmic i un fragment de 115 parells de bases del gen del citocrom b. I més tard al 1997 i al 2000 es van seqüenciar 950 (Gb:U87405) i 1146 (Gb:M99452) parells de base dels dos gens anteriors. A nivell més personal, la notícia de la seqüenciació del genoma mitocondrial del Tigre de Tasmània m'ha fet certa gràcia. Precisament aquest dies estic corregint un exercici on plantejava als meus alumnes que establissin a partir de la seqüència de 1146 nucleòtids del citocrom b del Tigre de Tasmània i la comparació amb altres seqüencies de citocrom b d'altres espècies, a quins animals s'assemblava més el Tigre de Tasmània, o dit d'altra manera quina era la seva posició en l'arbre de les espècies.
Tot i anomenar-se Tigre de Tasmània, es tractava d'un animal marsupial carnívor. Devia el seu nom (llop marsupial) a la seva semblança morfològica amb un llop, encara que aquesta semblança (i d'altres, per exemple amb un altre carnívor marsupial ja extingit de Sud-americà) era deguda al que en evolució s'anomena convergència evolutiva. L'anàlisi de les seqüències de DNA mostren, com han fet també els meus alumnes, que els animals més similars al Tigre de Tasmània son altres marsupials com els cangurs.
Necessiteu una excusa per a comprar o que us regalin una Playstation3? Aquí en teniu una: Cada cop es fa servir més per fer Ciència. No, no és broma. Resulta que la gran potencia de càlcul del processador (anomenat Cell Broadband Engine, Cell BE) juntament amb el seu preu assequible, fan que sigui una opció interessant per a executar programes informàtics que requereixen una gran quantitat de càlculs. Així per exemple, alguns dels algoritmes bioinformàtics més usuals s'han implementat ja per poder-los executar en una Playstation 3. Algunes de les implementacions ja existents o en desenvolupament són:
De fet, una de les primeres notícies que vaig tenir sobre aquesta utilització provenia d'un grup de recerca de l'IMIM-UPF. Aquest grup ha iniciat el que s'anomena PS3GRID, una xarxa d'usuaris de videoconsoles que vulguin col·laborar en investigacions científiques. Consisteix en instal·lar un petit programa en una Playstation3, i cedir la potència de càlcul de la màquina durant les estones que està en marxa però en les que l'usuari no l'està fent servir, i col·laborar així en la recerca científica, en aquest cas sobre simulacions moleculars que estudien el plegament de les proteïnes. No és la única iniciativa de xarxa d'usuaris que cedeixen les seves CPUs. Al projecte Folding@Home també dedicat a la comprensió del plegament i agregació de les proteïnes i les malalties relacionades, es pot contribuir des de qualsevol ordinador i sistema operatiu. Però és a través de la Playstation3 que reben més resultats, tot i tenir menys usuaris. I qui no recorda el projecte SETI, l'impulsor d'aquest tipus de xarxes, en aquest cas per la recerca de vida extraterrestre.
Es possible obtenir el DNA d'espècies extingides? Doncs sí. És pot fer a partir de fòssils o mostres d'animals de museus (si són espècies que s'han extingit fa poc com el Tigre de Tasmània). De fet hi ha una bona colla de seqüències de DNA d'espècies extingides en les bases de dades de seqüències. Aquí teniu un enllaç on podeu trobar aquestes seqüències. De fet hi ha un projecte en marxa liderat pel Dr. Svante Paabo del Max Planck Institute de Munich per seqüenciar el genoma complert dels Neardentals a partir de restes fòssils, trobades entre altres llocs a la cova de "El Sidrón" a Astúries.
I el DNA d'un dinosaure? Coneixeu l'argument de "Jurassic Park", oi? A partir dels mosquits retinguts a l'interior d'un ambre fossilitzat, un grup de científics es capaç d'extreure el DNA de diverses espècies de dinosaures i clonar-los. El que potser no sabreu és que en el llibre, l'autor Michael Crichton va incloure una seqüència de DNA, suposadament de dinosaure.
És realment aquesta seqüència de DNA de dinosaure? Com ho podríem saber? Ja us he esmentat en algun altre post que existeix una eina bioinformàtica, anomenada blast, per comparar una seqüència de DNA o proteïna amb totes les seqüències fins ara conegudes i que trobem en les bases de dades de seqüències. Que passa si comparem la seqüència suposadament de dinosaure que apareix al llibre de Jurassic Park amb les bases de dades de seqüències de DNA? Doncs això és el que va fer en Mark Boguski al 1992. Si ho feu trobareu que no es tracta d'una seqüència real de dinosaure, si no que es tracta d'una seqüència derivada del plàsmid pBR322 (una seqüència de DNA creada per l'home i molt utilitzada en Biotecnologia). En Mark va publicar la seva troballa a la revista Biotechniques.
La història però continua. Resulta que l'autor de Jurassic Park, Michael Crichton, va veure l'article i va escriure a en Mark dient-li que efectivament no es tractava del DNA d'un dinosauri i que no s'hagués pensat mai que algú mai ho comprovaria. També li deixava anar que si algú li proposava una seqüència de DNA real de dinosaure, l'incorporaria en altres edicions del llibre. En Mark va acceptar el repte i va preparar una seqüència suposadament de dinosaure. Aquesta seqüència va aparèixer en la segona part de la saga, titulada "El mundo perdido". Si feu un blast d'aquesta seqüència de DNA, descobrireu que és més possible que sigui de dinosaure, doncs a les seqüències que més s'assembla són dues seqüències de pollastre i granota (és el que s'esperaria trobar si partim de la hipòtesis de que els dinosaures estaven emparentats amb els rèptils i aus). En Mark, però va introduir un missatge ocult en aquesta seqüència de DNA. Si traduïm a proteïna i comparem la seqüència resultant amb la proteïna de pollastre que era la més semblant, descobrireu el missatge MARK WAS HERE NIH que traduït al català seria "En Mark ha estat aquí, NIH" (NIH són els National Institute of Health on treballava).
Aquesta història és la que tenia pendent explicar-vos en un dels meus posts anteriors sobre "missatges ocults en els genomes".
Els científics són molt competitius. Els que s'imaginin que els científics són uns altruistes que fan les coses pel progrés de la humanitat s'equivoquen. Entre els científics hi ha molta competència i preocupa molt publicar en les millors revistes possibles per tenir un bon Currículum. La competència directa entre científics la trobem per exemple en les convocatòries per obtenir finançament. Un nombre cada cop més gran de grups d'investigadors demanen la subvenció dels seus projectes en convocatòries públiques i privades que tenen un pressupost limitat. També existeixen altres tipus de competicions o premis científics. En el camp de l'enginyeria són bastant espectaculars, tots haureu vist els partits de futbol entre robots o les curses de cotxes impulsats per energia solar. Algunes d'aquestes competicions són meres curiositats, alguns serveixen per comparar diverses estratègies i són realment útils i d'altres són més de "cara a la galeria". Aquí us deixo alguns dels premis i competicions de les que tinc coneixement, segur que n'hi ha però moltes més.
Un concurs molt curiós va ser el que es va desenvolupar durant les edicions del 2000 al 2002 dels meetings que organitza cada any el prestigiós Cold Spring Harbor Laboratory. El concurs, anomenat GeneSweep, consistia en acertar el nombre de gens que estan codificats en el genoma humà. Recordeu que al febrer del 2001 es van publicar els dos primers esborranys de la seqüència del genoma humà. Cada persona participant en les reunions anuals que el Cold Spring Harbor Laboratory organitzava sobre el genoma humà podia fer una aposta que escrivia en un llibre. El preu de l’aposta era de $1 l’any 2000, $10 l’any 2001 i $20 l’any 2002 (representa que cada any es tenia més informació i era més fàcil encertar-ho). El Premi consistia en els diners de les apostes i una copia dedicada per James Watson del seu llibre “The Double Helix”. El guanyador va ser una investigadora de Seattle, Lee Rowen, que al 2001 va predir que el nombre de gens era de 25.947 (aquesta va ser la estimació més baixa del nombre de gens i la que va guanyar). Encara que el premi en metàl·lic el van repartir en dues meitats de 1.140$. Una meitat del premi i la còpia signada del llibre d'en James Watson va ser per Lee Rowen, mentre que l'altra meitat se la van repartir Paul Dear (MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, England) que a l'any 2000 havia predit 27.462 gens i Olivier Jaillon (Genoscope-CNS, Paris, France) qui al 2001 va predir 26.500. Inicialment es pensava que el genoma humà codifica al voltant de 100.000 gens. Després s'ha anat reduint aquesta estimació i el nombre que es va estimar en el moment de fer públic el guanyador del concurs va ser 21.000. Encara ara però no sabem el nombre total.
CASP, Protein Structure Prediction: Es tracta d'una competició bianual que consisteix en que diversos grups que es dediquen a desenvolupar algoritmes per predir l'estructura tridimensional d'una proteïna a partir de la seva seqüència d'aminoàcids es reuneixen i fan una predicció d'una estructura d'una proteïna que ha estat obtinguda experimentalment però que no ha estat dipositada en les bases de dades públiques. Aquest tipus de competicions serveixen per avaluar l'estat actual de la metodologia existent i comparar diverses estratègies o algoritmes per resoldre un problema concret.
Entre altres competicions d'un format similar a l'anterior trobem CAPRI: Critical Assessment of PRediction of Interactions que el defineixen com "a community wide experiment on the comparative evaluation of protein-protein docking for structure prediction", The BioCreAtIvE (Critical Assessment of Information Extraction systems in Biology) el defineixen com "a challenge evaluation that consists of a community-wide effort for evaluating text mining and information extraction systems applied to the biological domain", o CAMDA: Critical Assessment of Microarray Data Analysis,
Durant l'any 2005 i com a part del projecte ENCODE, es va fer a Cambridge un workshop de dos dies de durada on 18 equips provinents de diferents laboratoris d'arreu del món van fer una competició per veure quin equip era capaç de fer una millor predicció de la localització dels gens d'una porció determinada del genoma humà. Els resultats van posar de manifest que els mètodes automàtics d'anotació de gens no són capaços encara de reproduir el resultat d'anotadors manuals. L'estàndard en anotació de gens, que és el que es va utilitzar en el projecte ENCODE, és un grup d'anotadors manuals del Sanger Center de Cambridge, UK que s'anomenen HAVANA group.
Archon Genomics X Prize: Va se creat al 2006 i forma part la sèrie dels X Prizes amb 10 milions de dolars de premi per l'equip que sigui capaç de desenvolupar una metodologia que li permeti seqüenciar 100 genomes complerts humans en 10 dies amb un preu de no més 10.000$ per genoma. Aquest premi deriva d'un premi anterior (del 2003) proposat per la Craig Venter Foundation on s'establia un premi de 500.000$ a qui fes els avanços tècnics que permetessin seqüenciar un genoma complert humà per un preu de 1.000$ com a màxim. Els dos premis encara estan deserts.
Aquí teniu un vídeo que explica aquest primer premi:
Google Lunar X Prize: creat el 13 de setembre del 2007 i patrocinat per Google. El premi consisteix en 30 milions de dolars que s'emportarà l'empresa privada que aconsegueixi fer aterrar un robot a la lluna i que sigui capaç de portar terme una sèrie de missions com desplaçar-se almenys 500 metres o enviar imatges i dades a la terra.
I've moved to Substack. Come join me there.
-
Hello readers,
After blogging on this site since 2007, and at Forbes since 2010, I've
moved all of my content over to Substack, at
https://stevensalzber...
BuscoSoci
-
Ja és a punt i tota una realitat. Gràcies a la meva experiència personal,
als col·laboradors, partners i inversors que he anat coneixent al llarg de
la mev...
Trasllat
-
Fa sis anys aquest blog veia la llum. Dos anys més tard, es tancava.
Seguint alguna lògica matemàtica intrigant, avui, quatre anys justos més
tard inauguro...
Selecció de grup
-
La selecció natural, en la seva faceta més coneguda, actúa a nivell
d'individu. Sobreviu el més fort, el més ràpid, el més hàbil,... Aquests
virtuosos de l...
quins collons!
-
-Ep, nen, t'enrecordes de que tens un blog?
-Digues? Un què?
-Un blog, es diu nòmades
-Nòmades? I ara, si fes un blog mai li posaria un nom com aquest
...
Homage to a cook
-
Have you guys ever realized how important a cook's habiities are in a
canteen? What happens when suddenly a good cook is replaced by a bad one? I
have had ...
Diuen que una imatge val més que mil paraules. Aquest mes la revista Nature methods publica un suplement on-line sobre visualització de dades biològiques. Molt recomanable. Aquí teniu els links:
Visualization of multiple alignments, phylogenies and gene family evolution - ppS16 - S25
Entrades
