Ученые научно-исследовательского вычислительного центра и химического факультета МГУ разработали новый инструмент для молекулярной биологии — программу NanoporeInspect.
Технология представляет собой интерактивный веб-сервис, который позволяет обнаруживать ошибки на этапе лигирования в данных нанопорового секвенирования и тем самым контролировать качество экспериментов. Нанопоровое секвенирование сегодня считается одним из самых перспективных методов анализа ДНК и РНК, так как позволяет считывать сверхдлинные последовательности, включая модифицированные основания.
Однако точность сильно зависит от правильного присоединения служебных последовательностей, включая адаптеры, праймеры и баркоды. Ошибки лигирования делают библиотеку «шумной» и приводят к потере важных данных, но до недавнего времени исследователи почти не могли детально проверить корректность этой стадии.
NanoporeInspect решает проблему, визуализируя распределение искусственных последовательностей по фрагментам ДНК. Пользователь загружает файл секвенирования и указывает используемые адаптеры или баркоды — программа определяет их позиции с помощью специальных алгоритмов и строит интерактивные графики.
Как отмечает один из авторов, Мария Григорьева, неровное или редкое присоединение сразу видно на диаграммах. Приложение написано на Python, использует Plotly для визуализации и работает через веб-интерфейс. Для обработки больших массивов данных задействованы Celery и Redis, позволяющие выполнять анализ асинхронно, без нагрузки на сервер. Встроенные методы сглаживания помогают работать даже с сильно зашумленными данными.
По словам профессора Марии Зверевой, исследователь получает не просто таблицы, а наглядную картину: где располагаются адаптеры, как распределяются баркоды и не теряются ли важные последовательности. Помимо контроля лигирования, сервис помогает выявлять систематические ошибки, например, остаточные адаптеры от прошлых запусков, и оптимизировать протоколы подготовки библиотек.
Особенно ценным инструмент может стать в SELEX-экспериментах, где малейшая ошибка способна привести к потере уникального аптамера. NanoporeInspect позволяет оценить качество библиотеки задолго до трудоемкого биологического анализа, что существенно повышает надежность результатов.
Ранее Наука Mail сообщала, что в России синтезировали особый материал для хранения водорода.
