Savremena najsavremenija istraživanja generiše ogromne količine podataka, stavljajući naučnike pred izazov da ih vizuelizuju i analiziraju. Istraživači sa Helmholc instituta za istraživanje infekcija zasnovanih na RNK (HIRI) u Vircburgu i Tehničkog univerziteta primenjenih nauka Vurzburg-Schveinfurt (THVS) razvili su alat za vizuelizaciju velikih skupova podataka.
Alat sCIRCLE omogućava korisnicima da istražuju podatke analize jedne ćelije na interaktivan način koji je prilagođen korisniku. Njihovi rezultati su objavljeni u časopisu NAR Genomics and Bioinformatics.
Otpornost na antibiotike raste širom sveta i predstavlja veliki izazov za zdravstvene sisteme. Razumevanje osnovnih procesa o tome kako i zašto neke bakterije razvijaju takvu odbranu je kritično.
Razlike u ekspresiji bakterijskih gena – u kojima se čitaju informacije u genu – mogu dati tragove.
Bakterijsko jednoćelijsko RNK sekvenciranje, ili „scRNA-sek“, postalo je suštinski alat za analizu ovih varijacija. Ova tehnologija pruža detaljnu sliku ekspresije gena u jednoj ćeliji u određenom trenutku. Međutim, ovaj metod generiše ogromne količine podataka koje je istraživačima teško da vizualizuju i analiziraju.
Shodno tome, postoji velika potreba za novim pristupima i alatima za prikazivanje i razumevanje ovih informacija.
Istraživači Helmholc instituta za istraživanje infekcija zasnovanih na RNK (HIRI) u Vircburgu, lokacija Helmholc centra za istraživanje infekcija (HZI) u Braunšvajgu u saradnji sa Julius-Makimilians-Universitat Vurzburg (JMU), i dizajneri na Tehničkom Univerzitet primenjenih nauka Vircburg-Švajnfurt (THVS) je sada razvio takav alat.
Njihova desktop aplikacija, nazvana sCIRCLE (single-Cell Interactive Real-Time Computer visualization for Lov-dimensional Ekploration), omogućava interaktivnu 3D vizualizaciju scRNA-sek podataka. Omogućava korisnicima da vide pojedinačne ćelije, obogaćene metapodacima, iz različitih uglova iu realnom vremenu.
Različiti filteri i podešavanja se mogu koristiti za istraživanje koji su geni eksprimirani u određenim ćelijama u određenim vremenskim trenucima. Ova sposobnost omogućava istraživačima da se fokusiraju na specifične populacije ćelija ili gene od interesa.
„SCIRCLE je takođe dragocen komunikacioni alat za zajedničko ispitivanje skupova podataka ili predstavljanje rezultata“, kaže Lars Barkvist. Barkvist, računarski biolog koji je pokrenuo studiju, vodi istraživačku grupu na Helmholc institutu u Vircburgu.
Barkvist je takođe profesor na Univerzitetu u Torontu u Kanadi. Pored toga, sCIRCLE je već kompatibilan sa uređajima virtuelne realnosti, što predstavlja korak ka impresivnoj 3D vizuelizaciji i interakciji podataka.
Prilagodljivost sCIRCLE-a je primetna. „Intefejs je jednostavan za korišćenje i intuitivno je dizajniran. sCIRCLE je stoga posebno koristan za biologe bez opsežnog znanja o bioinformatici“, dodaje Barkvist.
Dizajneri i bioinformatičari su radili zajedno kako bi podaci učinili što jednostavnijim i vizuelno privlačnijim. „Saradnja između disciplina bioinformatike i dizajna je izuzetno važna jer naši skupovi podataka nastavljaju da rastu i potrebni su nam novi načini da ih učinimo razumljivim“, kaže Barkvist.
Da bi realizovao projekat, student master studija THVS Makimilian Seeger proveo je neko vreme u istraživačkoj grupi HIRI. Tamo je imao priliku da radi direktno sa naučnicima.
„Ovo mi je omogućilo da razumem šta žele da istraže u svojim podacima i razvijem interfejs koji bi to omogućio“, rekao je Maksimilijan Siger. U testovima sa podacima koje su prikupili HIRI istraživači iz različitih grupa, naučnici su isprobali alat i pružili povratne informacije.
„Zajednički razvoj sCIRCLE-a pokazuje važnost interdisciplinarne i međuinstitucionalne saradnje. Veoma sam zadovoljan što smo uspešno kombinovali ekspertizu dve institucije sa sedištem u Vircburgu u ovom projektu i radujemo se budućoj saradnji,“ kaže Erih Šols, profesor za interaktivne medija u THVS-u, koji je nadgledao Maksa Sigera zajedno sa Larsom Barkvistom.
„Nadajmo se da je ovo samo prvi korak ka razvoju intuitivnih, interaktivnih alata za analizu podataka“, kaže Barkvist. „Gradićemo na ovoj osnovi kako bismo naše alate učinili još impresivnijim i lakšim za korišćenje.“
Iako ova aplikacija trenutno nudi samo osnovnu integraciju virtuelne stvarnosti, tim planira da u budućnosti kreira dodatne virtuelne prostore lake za korišćenje za istraživanje podataka.
