Разработано первое мобильное приложение для анализа последовательностей ДНК

Молекулярный биолог A*STAR Сэмюэл Ган столкнулся с проблемой во время командировки в Шанхай. Вдали от офиса его почта была переполнена файлами секвенирования ДНК, требовавшими срочного анализа.

Его группа в Сингапуре занимается производством терапевтических антител и создала плазмиды для доставки генетической информации в клетки. Перед использованием плазмид необходимо было проверить их последовательности ДНК. Без возможности проанализировать эти данные на смартфоне Ган не мог дать команде указания к следующему этапу работы.

Этот вызов он поставил перед сотрудником своей лаборатории, Фи Ву Нгуеном. За три месяца Нгуен разработал «DNAApp» — первое мобильное приложение для просмотра и анализа файлов секвенирования ДНК на устройствах Android. С момента запуска в апреле 2014 года приложение скачали около 700 ученых из более чем 11 стран (доступны версии для Android и iOS).

Как работает приложение

Стандартные технологии секвенирования записывают генетическую информацию в виде сырых данных в формате «Ab1». Раньше ученые использовали настольные программы для преобразования этих данных в последовательности нуклеотидов (A, G, C, T), что не позволяло проводить анализ вдали от компьютера. DNAApp решает эту проблему.

Приложение позволяет:

• Визуализировать последовательности и оценивать качество образцов.
• Копировать, вырезать и вставлять участки генетического кода.
• Искать и переходить к интересующим участкам последовательности.
• Создавать обратную комплементарную цепь (заменять A на T, а G на C), что полезно при работе с парной цепью ДНК.
• Переводить последовательность нуклеотидов в цепь аминокислот для изучения эффектов мутаций, например, связывая изменения в ДНК вирусных белков с лекарственной устойчивостью.

Мобильная революция в науке

По мнению Гана, мобильные приложения — это новый рубеж для ускорения научных исследований, особенно в области секвенирования. Если раньше на расшифровку первого генома человека ушло десятилетие, то современные технологии секвенирования нового поколения обещают секвенирование пяти геномов за неделю.

«Многие существующие приложения — это просто учебники, перенесенные в апп. DNAApp может изменить представление ученых о телефоне как об инструменте для повышения продуктивности», — говорит Ган. Приложение освобождает от привязки к компьютеру, позволяя анализировать данные в дороге.

Будущее: автоматизация и новые инструменты

Ган и Нгуен планируют разрабатывать новые приложения, чтобы сделать смартфон удобным лабораторным инструментом. Фрэнк Айзенхабер, исполнительный директор BII, поддержал эти усилия, пообещав продолжать разработку полезных инструментов в области вычислительной биологии.

Ган видит будущее в продвинутой автоматизации: «Моя мечта — чтобы эксперименты за меня проводили роботы, а я мог сосредоточиться на теоретической стороне исследований. Учитывая уровень автоматизации современного лабораторного оборудования, эта реальность может быть не за горами».