El microbioma humano, la colección total de bacterias, virus y otros microorganismos que viven en y dentro de su cuerpo, se ha relacionado con una variedad de estados de salud y enfermedad, que incluyen obesidad, alergias, asma y una lista de rápido crecimientootras condiciones, pero a medida que los investigadores intentan resolver la compleja relación entre las poblaciones microbianas y la salud humana y utilizan esa información para diagnosticar o tratar enfermedades, están generando una avalancha de datos de secuencias microbianas que primero deben organizarse y analizarse.
Para este fin, Rob Knight, PhD, de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego, y su equipo construyeron una plataforma de análisis de microbioma llamada QIIME pronunciado "campanilla" y abreviatura de "Perspectivas cuantitativas en ecología microbiana".Ahora será más accesible para cientos de miles de investigadores de todo el mundo a través de BaseSpace, una tienda de aplicaciones basada en la nube que ofrece Illumina, una empresa con sede en San Diego que desarrolla herramientas de ciencias biológicas para el análisis de la variación genética.
"Anteriormente, dependíamos de contactos personales y publicaciones científicas para correr la voz acerca de QIIME, y luego los usuarios necesitaban descargar varios paquetes de software diferentes en sus propias computadoras. Los usuarios también necesitaban algunas habilidades técnicas de programación para usar QIIME", dijo Knight,profesor de pediatría e informática e ingeniería ". Al trabajar con Illumina, no solo muchos más investigadores podrán acceder a QIIME desde la nube, sino que la interfaz BaseSpace facilitará mucho el análisis de sus datos por parte de investigadores no técnicos.el avance aliviará significativamente el cuello de botella en una variedad de estudios de microbiomas humanos y ambientales ".
Dos estudios de microbioma de alto perfil que se basan en QIIME son el Proyecto de Microbioma Humano, una iniciativa dirigida por los Institutos Nacionales de Salud similar al Proyecto del Genoma Humano, y el Proyecto de Intestino Americano, un proyecto financiado por crowdsourcing en el que el equipo de Knight está secuenciandotantas muestras de microbioma humano como sea posible, de cualquier persona que quiera participar.
"QIIME ha demostrado ser un proyecto de código abierto ampliamente exitoso: el documento original que nuestro grupo publicó sobre él en 2010 ha sido citado por más de tres mil otros documentos desde entonces", dijo Yoshiki Vázquez-Baeza, un entrante UC SanDiego, estudiante graduado en Ciencias de la Computación e Ingeniería en el laboratorio de Knight. "Esta colaboración, entre muchas otras cosas, nos ayudará a expandir nuestra base de usuarios y aumentar la disponibilidad de nuestros métodos". Al igual que Knight y más de 25 miembros de su laboratorio, Vázquez-Baeza se mudó de Colorado a UC San Diego este año, en parte debido al espíritu de colaboración y los recursos innovadores que se encuentran en la comunidad de investigación y biotecnología de ciencias de la vida de San Diego.
"BaseSpace es una solución en la nube para el depósito de datos y las opciones de análisis que ayudan a simplificar el procesamiento de los datos de secuencias genómica y metagenómica aparentemente ubicuas que los investigadores generan todos los días", dijo Jay Patel, gerente de producto asociado de aplicaciones BaseSpace en Illumina. "QIIME".es una herramienta muy utilizada en la investigación metagenómica y estamos entusiasmados de que forme parte del ecosistema Illumina ".
Los investigadores ya están ansiosos por usar QIIME en sus propios estudios, incluidos muchos en UC San Diego.
"Esperamos utilizar QIIME en BaseSpace para nuestra próxima inmersión profunda en las diferencias en el microbioma intestinal humano en personas sanas en comparación con personas con enfermedad inflamatoria intestinal", dijo Larry Smarr, PhD, profesor y director fundador del Instituto de Californiapara Telecomunicaciones y Tecnología de la Información Calit2 en UC San Diego.
Así es como Knight, Smarr y sus equipos planean aplicar QIIME para determinar si ciertos microbios están asociados con la enfermedad inflamatoria intestinal EII. Procesarán muestras fecales de un grupo de pacientes con EII y un grupo de control de personas sanas y enviarán elmaterial genético microbiano que recolectan en el Instituto de Medicina Genómica de la Facultad de Medicina de la UC San Diego para su secuenciación. Cuando se complete, los investigadores recibirán un correo electrónico del director de la instalación que indica que sus datos están disponibles en BaseSpace. Una vez que inicien sesión en BaseSpace y hagan clic enEn la aplicación QIIME, los investigadores verán sus datos en bruto y le pedirán al programa que genere un diagrama de dispersión en 3-D de las diferencias y similitudes entre sus EII y muestras de control sanas. Si hay una diferencia significativa en las poblaciones microbianas presentes en los dos grupos, luego los investigadores volverán al laboratorio para investigar más a fondo esas diferencias y qué roles de causa o efecto podrían desempeñar en la EII.
Eventualmente, Knight, Smarr y el equipo esperan poder utilizar esta información para desarrollar nuevas pruebas que predigan el riesgo de una persona de desarrollar EII y nuevos métodos para tratar la enfermedad.
Según el experto en ensamblaje genómico y metagenómico Pavel Pevzner, PhD, el profesor de informática Ronald R. Taylor en UC San Diego y el Instituto Médico Howard Hughes, la incorporación de QIIME a BaseSpace se suma a una creciente colaboración entre UC San Diego yIllumina sobre herramientas computacionales.
"Nuestro propio software, SPAdes Genome Assembler, ha estado disponible en la tienda de aplicaciones Illumina BaseSpace durante algún tiempo y ha ayudado a miles de usuarios a reunir sus datos del genoma en una variedad de aplicaciones médicas y científicas", dijo Pevzner, quientambién dirige el Centro NIH para espectrometría de masas computacional. "Agregar QIIME a la caja de herramientas en expansión del software de bioinformática líder mundial para el análisis genómico y metagenómico allana el camino para futuras innovaciones y colaboraciones con Illumina en este espacio".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California, San Diego Health Sciences . Original escrito por Heather Buschman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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