ýëåêòðîííàÿ ýíöèêëîïåäèÿ ñòâîëîâûõ êëåòîê

Электронная энциклопедия
стволовых клеток
Метелкин Е.А., Демин О.В.
ООО Институт Системной Биологии СПб.
Актуальность
В последние годы наблюдается большой интерес к тематике стволовых
клеток. Имеются обширные научные данные, касающиеся проблематики
стволовых клеток и возможным подходам их использования в практической
медицине. Однако, огромное количество научных публикаций и иногда
противоречивые данные делают задачу быстрого поиска информации о путях
дифференциации и передачи сигналов, чрезвычайно сложной. В мире
существует огромное количество различных баз данных биохимической и
биомедицинской направленности, однако нигде не содержатся полная
информация, специфичная к особенностям жизнедеятельности стволовых
клеток. Наш проект призван восполнить пробел в данной области, и создать
универсальную базу знаний стволовых клеток, для того, чтобы помочь
медицинским работникам, научным сотрудникам и коммерческим структурам
вовлеченных в изучение и использование стволовых клеток получать
актуальную информацию.
Цель проекта
На основе научных публикаций создать базу данных, представляющую в
сжатом и наглядном виде актуальную информацию о локализации,
сигнальных путях и путях дифференциации стволовых клеток.
Область применения: медицинские и биологические учреждения
различной формы собственности, занимающиеся изучением и разработкой
технологий, основанных на применении стволовых клеток.
Как диаграмма, так и тест на слайде имеют гиперссылки при нажатии на которые в
дополнительном окне выводится более подробная информация о отдельной
молекуле или процессе.
Технология сбора и хранения информации
В настоящее время закончен первый тестовый этап работы в течении
которого была разработана методика и инструменты для сбора
информации, создана оболочка для демонстрации возможностей базы
данных.
Этапы сбора информации
Поиск научной литературы, касающийся
определенного радела
Первичный анализ научных публикаций
Изучение научных публикаций
Создание текстового
описания
Построение схем и
диаграмм
Включение информации в
электронную базу
Универсальный формат XML с
гиперссылками
В энциклопедии имеется возможность проводить поиск по ключевому слову или
фразе, причем поиск ведется как в диаграммах и тексте, так и по записям в базе
данных.
Графический формат SWF с
гиперссылками
Создание записей базы данных по всем
описываемым процессам, веществам либо
терминам
Анализ дополнительной литературы и баз
данных для создания описания всех
процессов, молекул и терминов
Реляционная база данных
MySQL
Заполнение базы данных информацией и
ссылками на прочие базы данных
В меню навигации имеются ссылки для просмотра всех записей в базе данных,
либо для поиска по определенным критериям. Так, например, можно найти все
молекулы и процессы, связанные с определенным заболеванием.
Текущая стадия разработки
В рамках данного подхода создана демонстрационная версия
энциклопедии, которая включает в себя около 200 схем и диаграмм,
снабженных текстовым описанием, гиперссылками на записи базы данных,
описывающими каждый элементарный процесс дифференциации,
передачи сигналов и описания молекул, участвующих в процессах. Объем
базы данных: около 2000 белков и прочих молекул, около 800 описаний
процессов.
Создана тестовая оболочка, осуществляющая навигацию и поиск по
энциклопедии, а также организующая визуализацию содержания
энциклопедии и перекрестные ссылки между диаграммами, текстовым
содержанием и записями реляционной базы данных.
ООО Институт Системной Биологии СПб
Оказание услуг в области биоинформатики и системной биологии
В настоящее время прототип энциклопедии проходит регистрацию в
Роспатенте.
Сотрудники ИСБСПб являются высококвалифицированные
специалисты в области биохимии, биофизики, биотехнологии,
биоинформатики, программирования и моделирования
внутриклеточных процессов
Технологические задачи, которые необходимо решить: оптимизировать
структуру информации, доработать программное обеспечение для
заполнения и визуализации информации.
Приблизительный срок для завершения проекта 1-2 года.
Описание тестовой версии
Доступ к энциклопедии осуществляется как WEB приложение из любого
стандартного броузера при обращении на сервер по HTTP протоколу.
Серверная часть реализована на Apache+PHP+MySQL сервере. Оболочка
написана на PHP5 со стандартным набором библиотек.
Визуально электронная энциклопедия состоит из основной и нескольких
дополнительных панелей, в которых осуществляется поиск, навигация и
выводится дополнительная информация. В левой части энциклопедии имеется
панель навигации, которая представляет несколько альтернативных способов
уточняющего поиска информации в зависимости от того, какой тип данных
интересует пользователя. Каждый найденный слайд представляет собой
диаграмму и текстовую часть, поясняющую процессы, изображенные на
диаграмме.
Направления деятельности
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Моделирование внутриклеточного метаболизма
Моделирование сигнальных путей
Моделирование путей генной регуляции
Реконструкция метаболических, сигнальных и путей генной регуляции
Разработка программного обеспечения для управления
промышленными биотехнологическими процессами
Разработка программного обеспечения для реконструкции путей и
кинетического моделирования
Оптимизация биотехнологических процессов
Оптимизация штаммов продуцентов
Реконструкция механизмов побочных действий лекарственных
препаратов и нахождение путей их уменьшения