Учёные создадут «базу знаний» о растениях и микробах для развития биотоплива и решения экологических проблем в США

Биологи столкнулись с проблемой, иронически порождённой успехами их же работы: современные эксперименты в эпоху геномики генерируют огромные объёмы сырых данных, которые могут перегрузить способность исследователей их осмыслить.

Два учёных из Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор (CSHL) вошли в число руководителей нового межучрежденческого проекта, финансируемого Министерством энергетики США (DOE). Цель — создать единую кибер-«базу знаний» (Kbase), интегрирующую множество отдельных потоков биологической информации, специально посвящённую растениям и микробам.

Что такое база знаний?

  • Это ключевой инструмент системной биологии, который интегрирует различные типы информации (данные секвенирования ДНК, профили экспрессии генов, исследования клеточных сигнальных путей и др.) и устанавливает между ними значимые связи.
  • Это позволяет измерять и моделировать биологическую активность внутри организма или между группами организмов.
  • Проект поможет учёным открывать неизвестные ранее взаимосвязи между видами, а также между сообществами микробов, растений и окружающей их средой.

Фокус и задачи Kbase

«В отличие от обычной базы данных, Kbase — это целый корпус знаний», — поясняет Дорин Уэр, главный исследователь растительного раздела Kbase. Проект сосредоточится на конкретном наборе растений и микробов, которые Министерство энергетики надеется использовать для:

Интеграция вместо сбора

«Нас не просят выращивать или собирать растения и микробы. Нас действительно бросили вызов: найти способы интеграции различных типов данных и инструментов для их анализа», — говорит количественный биолог Майкл Шац, со-исследователь проекта.

Он проводит аналогию с Google, который позволяет получить доступ ко всей человеческой деятельности и знаниям в цифровой форме. Для учёных, работающих с растениями и микробами, такого портала сегодня нет: существуют разрозненные «силосы» информации и отдельные инструменты, но нет всеобъемлющего решения для работы с ними.

Ожидаемые результаты

Создание такой коллекции инструментов и источников данных позволит задавать вопросы огромным наборам данных. Это, как надеются учёные, ускорит прогресс в создании улучшенных способов получения биотоплива или методов достижения максимальной урожайности растений в условиях жары, засухи или влажности. Вся эта информация уже содержится в существующих или генерируемых данных — задача в том, чтобы «освободить» её для практического использования.

Доступность и руководство

Благодаря облачным вычислениям, учёные из разных учреждений по всему миру получат гибкий и демократичный доступ к Kbase. Это устранит необходимость каждой научной группе отдельно собирать и хранить схожие наборы данных для проведения экспериментов.

Общее руководство проектом Kbase, охватывающим растения, микробы и метасообщества, осуществляет Адам Аркин из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. В число со-руководителей входят учёные из Аргоннской, Ок-Риджской и Брукхейвенской национальных лабораторий.