比较基因组学平台的设计与实现

目的开发一个基于Web的本地服务器支持的功能全面的基因组比较和可视化平台,以加快对基因组的分析。方法构建以Apache HTTP服务器为平台的WEB服务器,采用Perl语言编程,优选整合了MUMmer、LAGAN、Mauve等多个基因组学研究的软件和算法,针对生物学家不同的应用目的,可直接在网页上提交基因组序列数据和参数选项,经平台处理的结果通过网页以图形化的方式返回用户。结果该平台可以处理多种序列数据输入格式,实现了完整的基因组序列和草图基因组序列比对,近远源物种的双基因组或多基因组比对,基因组间的同线性区域寻找,以及定位大范围的基因组重组(基因插入/缺失、重复、重排和水平转移)和小的核苷酸突变等功能;并将结果以图形化的方式显示。应用本平台,对10种新型甲型流感病毒株作基因组同源性分析,表明PB1基因可能来自于人H3N2,PB2、PA基因可能来自于禽类H3N2,而HA、NS基因可能来自于猪H1N1。在本平台上还对结核分枝杆菌(H37Rv、CDC1551)和牛分支杆菌(AF2122/97)基因组的研究分析,发现插入/缺失和重复序列是导致三个菌株基因组差异的主要来源。结论该平台功能资源整合较全面,应用界面友好,结果显示直观,故可作为比较基因组学常规研究的有效平台。