Standardowy COVID-19

Z ogólnodostępnego, bezpłatnego zasobu (https://covid.crg.eu) mogą korzystać naukowcy z całego świata w celu zbadania, w jaki sposób różne odmiany wirusa SARS-CoV-2 rosną, mutują i wytwarzają białka.

„Naukowcy pracują przez całą dobę, aby zrozumieć SARS-CoV-2, wirus powodujący COVID-19, abyśmy mogli znaleźć jego słabe punkty i pokonać go. Na całym świecie publikowanych jest ogromna ilość danych naukowych” - mówi Eva Novoa, badacz z CRG w Barcelonie.

„Jednak niektóre technologie, których używamy do badania SARS-CoV-2, takie jak sekwencjonowanie nanoporowe RNA, są tak nowe, że wyniki jednego artykułu nie są porównywalne z innymi ze względu na mozaikę stosowanych standardów i metodologii” – zaznacza Novoa. „Bierzemy wszystkie te dane i analizujemy je tak, aby spełniały one bardziej uniwersalnie porównywalny standard. Pomoże to badaczom w szybszym i dokładniejszym wykryciu mocnych i słabych stron koronawirusa”.

Aby zrozumieć, w jaki sposób koronawirus rośnie, mutuje i replikuje, naukowcy muszą sekwencjonować jego RNA. Sekwencja RNA ujawnia kluczowe informacje na temat białek wytwarzanych przez wirusa w celu inwazji ludzkich komórek i replikacji To zaś przekłada się na przydatne dla decydentów dane dotyczące zakaźności wirusa i nasilenia pandemii.

Uzyskanie wyników za pomocą tradycyjnych narzędzi do sekwencjonowania zajmowało dużo czasu. W ostatnich latach pojawiła się technologia sekwencjonowania DNA i RNA z użyciem nanoporów, która daje wyniki w czasie rzeczywistym. W przeciwieństwie do wcześniejszych metod sekwencjonowanie odbywa się nie poprzez syntezę, ale kontrolowane odcinanie nukleotydu po nukleotydzie z analizowanej nici DNA. Odłączane nukleotydy po kolei przechodzą przez nanopory, w których mierzone jest natężenie prądu. Każdy z czterech nukleotydów powoduje inną zmianę natężenia prądu (rzędu pikoamperów) co jest rejestrowane przez czuły i odpowiednio szybko reagujący amperomierz (a właściwie pikoamperomierz).

Jednak surowe dane uzyskane w wyniku sekwencjonowania nanoporowego są bardzo złożone, a naukowcom i klinicystom brakuje systematycznych wytycznych dotyczących powtarzalnej analizy danych, co ogranicza potencjał technologii.

Aby ustandaryzować analizę publicznie dostępnych danych sekwencjonowania nanoporów SARS-CoV-2, naukowcy z Centre for Genomic Regulation (CRG) w Barcelonie używają programu komputerowego MasterOfPores, opracowanego przez grupę Evy Novoa i CRG Bioinformatics Unit.

„Internet i kultura otwartej nauki, udostępniania danych i preprintów (wstępnych wersji publikacji naukowych – przypis PAP) zmieniły krajobraz badawczy. Infrastrukturę, której opracowanie w celu zbadania nowego wirusa zajęłoby miesiące, można teraz zbudować w ciągu zaledwie kilku dni dzięki nowatorskim metodom komputerowym” - mówi Julia Ponomarenko, kierownik działu bioinformatyki w CRG.

MasterOfPores można uruchamiać w dowolnym systemie operacyjnym kompatybilnym z Unixem na komputerze, klastrze lub w chmurze bez potrzeby instalowania dodatkowego oprogramowania i jest on dostępny bezpłatnie w Github. Publicznie dostępny, darmowy zasób analizował obecnie 3 TB danych nanoporowego sekwencjonowania RNA SARS-CoV-2. Badacze CRG będą kontynuować aktualizację zasobu o nowe dane, gdy tylko będą one dostępne.(PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ zan/