MicroWorldOmics-面向微生物組,病毒組的數(shù)據(jù)分析桌面應(yīng)用

生態(tài)抱虐、醫(yī)學(xué)鹦付、藥學(xué)領(lǐng)域大量高通量測序數(shù)據(jù)的產(chǎn)生山宾,使得數(shù)據(jù)分析和解釋的復(fù)雜性日益提高逊朽。然而玄妈,微生物組和病毒組領(lǐng)域仍然缺乏一個(gè)方便和無編程的桌面應(yīng)用程序來全面分析微生物組和病毒組數(shù)據(jù),特別是在病毒組分析和“暗物質(zhì)”探索方面灵疮。因此织阅,提出了一種插件開發(fā)模式的桌面服務(wù)MicroWorldOmics,為生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了便捷的一站式桌面分析應(yīng)用始藕。


圖 1 MicroWorldOmics 首頁的界面及其功能

為了滿足上述需求蒲稳,來自華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的李潤澤和來自中山大學(xué)的董煒博士最新推出了一款綜合進(jìn)行微生物組和病毒組多組學(xué)分析的桌面應(yīng)用“MicroWorldOmics”氮趋,該云軟件的相關(guān)文章近期已發(fā)布在國際預(yù)印版期刊BioRxiv上(https://doi.org/10.1101/2024.06.24.600528)伍派。并且在Github上提供了開源社區(qū)(https://github.com/hzaurzli/MicroWorldOmics),用戶可及時(shí)的反饋問題剩胁。

圖 2 bioRxiv

MicroWorldOmics具有以下幾個(gè)功能模塊:


圖 3 MicroWorldOmics 主體架構(gòu)和設(shè)計(jì)理念
  1. 微生物組分析:
    (1).宏基因組:多樣性分析诉植,豐度差異性分析,微生物標(biāo)志位鑒定昵观,降維分析等
    (2).網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建:貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建晾腔,余弦相似性網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建舌稀,差分網(wǎng)絡(luò)分析等

  2. 病毒組分析:
    (1).噬菌體鑒定
    (2).噬菌體溶源性判定
    (3).噬菌體種屬鑒定
    (4).噬菌體宿主預(yù)測

  3. 探索暗物質(zhì):
    (1).內(nèi)溶素活性分析
    (2).抗菌肽活性分析

  4. 流行病學(xué)分析:
    (1).MLST
    (2).血清型分析
    (3).毒力基因,耐藥基因鑒定分析等

并且MicroWorldOmics集成了許多深度學(xué)習(xí)的模塊用于輔助相關(guān)數(shù)據(jù)的分析灼擂,這使得許多僅能在Linux系統(tǒng)上運(yùn)行的深度學(xué)習(xí)模型可以在Windows中運(yùn)行壁查,大大提高了實(shí)驗(yàn)人員在數(shù)據(jù)分析方面的效率。另一方面剔应,對(duì)于一些僅能在Linux中編譯的軟件睡腿,我們也對(duì)其進(jìn)行改寫,并使得它們能夠在Windows系統(tǒng)中運(yùn)行峻贮,其中無法進(jìn)行改寫的軟件我們也提供了遠(yuǎn)程服務(wù)器席怪,用戶僅需在對(duì)應(yīng)的插件中上傳文件到遠(yuǎn)端服務(wù)器中進(jìn)行運(yùn)行,等待數(shù)據(jù)下載到客戶端即可纤控。

MicroWorldOmics建立了超過90個(gè)子應(yīng)用挂捻,超過600個(gè)R包和Python模塊被調(diào)用,其中有7個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)了自主開發(fā)船万,剩下子程序的開發(fā)自公共軟件庫(Github刻撒,Biopython,Bioconductor唬涧, etc)疫赎。跨平臺(tái)使用時(shí)MicroWorldOmics的特色之一碎节,

圖 4 插件式開發(fā)理念

不但包括操作系統(tǒng)的跨越(Windows捧搞,Linux,Mac用戶均可使用)狮荔,也包括跨語言軟件的綜合使用(包括基于Python胎撇,R,Cpp語言開發(fā)的軟件)殖氏。 MicroWorldOmics采用插件式開發(fā)模式晚树,在計(jì)算資源允許的情況下可以進(jìn)行多插件并行計(jì)算。

此外雅采,每個(gè)應(yīng)用程序提供了示例數(shù)據(jù)(共約90種個(gè)性化分析功能)爵憎,在每個(gè)插件的頁面上均有數(shù)據(jù)輸入的提示信息,以方便用戶使用婚瓜。

圖 5 插件的參數(shù)示例界面

MicroWorldOmics中的所有分析功能均支持自定義分組和參數(shù)設(shè)置宝鼓,分析結(jié)果都以高質(zhì)量的圖表形式呈現(xiàn),適合出版巴刻,并可供免費(fèi)下載愚铡。此外,結(jié)果表格具有過濾和排序功能,方便用戶進(jìn)行篩選和探索沥寥。

經(jīng)過不斷的優(yōu)化碍舍,MicroWorldOmics V1.3已經(jīng)上線,一個(gè)優(yōu)秀的軟件需要進(jìn)行不斷的維護(hù)更新邑雅。我們誠摯地邀請各位用戶在使用的過程中片橡,如果發(fā)現(xiàn)任何問題或有任何建議,都?xì)g迎向我們反饋淮野。我們會(huì)認(rèn)真考慮這些寶貴的建議并進(jìn)行改進(jìn)锻全,為國產(chǎn)生物信息學(xué)軟件的建設(shè)貢獻(xiàn)出力量。聯(lián)系方式為(Email: yun_act@163.com)录煤,感謝您的支持和配合鳄厌!

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