Кіріспе
Reactome – биологиялық жолдардың тегін онлайн дерекқоры. Оны PhD деңгейіндегі биологтар Reactome редакциясының қызметкерлерімен бірлесіп қолмен құрастырып, жазып отырады. Мазмұны көптеген биоинформатикалық деректер базасына сілтеме жасайды. Reactome-нің мақсаты – биологиялық жолдарды толық механикалық егжей-тегжейлі көрсету, сонымен бірге бастапқы деректерді есептеу арқылы қолжетімді форматта ұсыну. Reactome-ді OICR, OHSU, EMBL EBI және NYULMC халықаралық көпсалалы командасы ұстап тұрады. Олар жолдарды өңдеу және түсіндіру, бағдарламалық қамтамасыз етуді дамыту, оқыту және насихаттау салаларында тәжірибелі және ғылыми қауымдастыққа ашық қолжетімді биологиялық жолдар туралы білім беруге арналған. Reactome жобасын Линкольн Штайн (OICR), Питер Д'Эустачио (NYULMC), Хеннинг Гермжакоб (EMBL EBI) және Гуанминг Ву (OHSU) басқарады. Reactome көмек қызметіне электрондық пошта арқылы хабарласуға болады. Веб-сайтта жолдарды қарауға және деректерді талдау құралдары жиынтығына жіберуге болады. Негізгі деректер PDF, SBML, Neo4j GraphDB, MySQL, PSI MITAB және BioPAX сияқты стандартты форматтарда толық жүктеуге қолжетімді. Жолдардың схемалары Процесс сипаттамасы (PD) жүйелік биологияның графикалық белгісі (SBGN) негізіндегі стильді қолданады. Reactome дерек моделінің негізгі бірлігі – реакция. Реакцияға қатысатын объектілер (нуклеин қышқылы, ақуыздар, кешендер және кіші молекулалар) биологиялық өзара әрекеттесулер желісін құрайды және жолдарға топтастырылады. Reactome-дегі биологиялық жолдардың мысалдары: сигналдарды беру, туа біткен және қабылданған иммундық функция, транскрипциялық реттеу, бағдарламаланған жасуша өлімі және классикалық аралық метаболизм. Reactome-де көрсетілген жолдар түрге тән, және әр жол қадамы ұсынылған процестің тәжірибелік растауын қамтитын әдебиет сілтемелерімен сүйенетін болады. Егер адам реагенттерін пайдалана отырып тәжірибелік растау болмаса, жолдарда адам емес эксперименттік деректерден қолмен қорытынды жасалған қадамдар болуы мүмкін, бірақ бұл тек егер жол авторы аталған сарапшы биолог және рецензент ретінде аталған екінші биолог мұның дұрыс қорытынды екеніне келіссе ғана мүмкін. Адам жолдары басқа организмдердегі жолдарды орфологияға негізделген процестер арқылы есептеу арқылы жасау үшін қолданылады.
Деректер қорын ұйымдастыру
Reactome деректер базасы тоқсан сайын жаңартылады. Reactome-да адамның биологиялық процестері молекулалық оқиғалар тізбегіне жіктелу арқылы сипатталады. Классикалық химиялық реакциялар сияқты, әр Reactome оқиғасы кіріс физикалық бірліктерден (субстраттардан) тұрады, олар ферменттер немесе басқа молекулалық катализаторлардың көмегімен өзара әрекеттесіп, шығыс физикалық бірліктерді (өнімдерді) құрайды. Реакцияларға аралық метаболизмнің классикалық химиялық түрленулері, байланыс оқиғалары, кешендердің құрылуы, жасушалық бөлімдер арасындағы молекулаларды бағыттайтын тасымалдау оқиғалары және бір немесе бірнеше пептидтік байланыстардың үзілуі арқылы белоктың белсендірілуі сияқты оқиғалар кіреді. Жеке оқиғалар жолдарға біріктірілуі мүмкін. Физикалық бірліктер глюкоза немесе АТФ сияқты шағын молекулалар немесе адам геномында тікелей немесе жанама түрде кодталған ДНҚ, РНҚ және ақуыздар сияқты ірі молекулалар болуы мүмкін. Физикалық бірліктер тиісті сыртқы деректер базаларына сілтемеленеді, мысалы, ақуыздар үшін UniProt және шағын молекулалар үшін ChEBI. Молекулаларды субклеткалық бөлімдерге орналастыру – адамның биологиялық процестерін реттеудің маңызды ерекшелігі, сондықтан Reactome деректер базасындағы молекулалар нақты орналасқан жерлерімен байланыстырылған. Осылайша, әртүрлі орындардағы (мысалы, жасушадан тыс глюкоза және цитоплазмалық глюкоза) бір химиялық бірліктің Reactome мысалдары ерекше химиялық бірліктер ретінде қарастырылады. Гендік онтологияның бақыланатын сөздіктері молекулалар мен реакциялардың субклеткалық орналасуын, молекулалық функцияларын және нақты реакцияның құрамына кіретін үлкен биологиялық процестерді сипаттау үшін қолданылады.
Деректер қорының мазмұны
Деректер базасында молекулалық және жасушалық биологияның әртүрлі тақырыптарын қамтитын жинақталған түсіндірмелер бар. Түсіндірмелер тақырыптарының толық мәліметтерін мазмұн тізімінен табуға болады. Ағымдағы және жоспарланған түсіндірме жобаларының толық мәліметтерін түсіндірме жобаларының күнтізбесінен табуға болады. Reactome аяқталған және сыртқы сараптамаға дайын жолдарды тексеру үшін биологиялық сарапшыларды рецензенттер ретінде шақырады. Рецензенттерге олардың үлесі үшін авторлық құқық немесе рецензиялау құқығы беріледі. Әрбір жол DOI нөмірімен байланыстырылған және ғылыми жарияланым ретінде сілтеме жасауға болады. Reactome-ға жасаған үлесіңізді ORCID жүйесі арқылы оңай талап етуге болады.
Құралдар
Веб-сайтта интерактивті жол схемасын қарау, жол картасын жасау және жолдардың артық өкілдігін талдау, сондай-ақ Reactome жолдарына экспрессия деректерін қоюға арналған құралдар бар. Жол картасын жасау және артық өкілдікті талдау құралдары ақуыз/қосылыс идентификаторларының бір бағанын қабылдайды, Uniprot және ChEBI идентификаторларына басымдық беріледі, бірақ интерфейс көптеген басқа идентификаторларды немесе символдарды қабылдап, түсіндіреді. Аралас идентификаторларды пайдалануға болады. Артық өкілдіктің нәтижелері статистикалық тұрғыдан артық өкілдік етілген жолдардың тізімі түрінде ұсынылады. Экспрессия деректері көп бағанды форматта жіберіледі, алғашқы бағанда ақуыз көрсетіледі, ал қосымша бағандарда сандық экспрессия мәндері күтіледі, олар кез келген сандық мән болуы мүмкін, мысалы, дифференциалдық экспрессия, сандық протеомика, GWAS ұпайлары. Экспрессия деректері жол схемаларындағы тиісті ақуыздардың түсі ретінде көрсетіледі, көрінетін спектрдің түстері қолданылады, сондықтан "қызғылт" қызыл түстер жоғары мәндерді көрсетеді. Егер сандық деректердің бірнеше бағаны жіберілсе, жапсыру құралы оларды бөлек "эксперименттер" ретінде, мысалы, уақыт нүктелері немесе аурудың прогрессиясы ретінде көрсетуі мүмкін. Деректер базасын онлайн оқулық ретінде қарауға және іздеуге болады. Пайдаланушыларға онлайн нұсқаулық қол жетімді. Пайдаланушылар сондай-ақ ағымдағы деректер жиынтығын немесе жеке жолдар мен реакцияларды PDF, BioPAX және SBML сияқты әртүрлі форматтарда жүктеуге болады. Reactome сонымен қатар Reactome Analysis Tools-қа біріктірілген ReactomeGSA құралына ие, ол бір жасушалық РНК тізбегінің деректерімен үйлесімді мультиомикалық деректер жиынтықтарының салыстырмалы жол талдауын жүргізуге мүмкіндік береді. Талдауға EBI Expression Atlas, Single Cell Expression Atlas және NCBI GREIN GEO деректерінен алынған ашық деректерді қосуға болады. ReactomeGSA R Bioconductor пакеті ретінде де қол жетімді. Reactome 2023 жылдан бері ReactomeIDG веб-порталына ие, ол қара ақуыздарды қолмен жинақталған, жоғары сенімді Reactome жолдарының контекстіне орналастыруға бағытталған, қара немесе жетік зерттелмеген ақуыздардың функцияларын түсінуді және терапиялық әлеуетін болжауды жеңілдетуге мүмкіндік береді. Порталда жүзеге асырылған жетілдірілген визуализация мүмкіндіктері пайдаланушыларға тіндікке тән ген немесе ақуыз экспрессиясына, дәрілік мақсаттардың өзара әрекеттесуіне немесе бастапқы Reactome жүйелік биология графтық нотациясындағы (SBGN) диаграммаларындағы немесе жаңа қарапайым функционалдық өзара әрекеттесу (FI) желілік көрінісіндегі ақуыз немесе ген жұптары арасындағы қатынастарға негізделген қара ақуыздардың функционалдық контекстін зерттеуге мүмкіндік береді. ReactomeFIViz – Cytoscape қолданбасы, ол аурулармен байланысты жолдар мен желілік үлгілерді табуға арналған. Қолданба Reactome жолдарына қол жеткізеді, гендер жиынтығы үшін жол байыту талдауын жүргізеді, соққы жолдарды визуализациялайды және соққы жолдардағы гендер арасындағы функционалдық қатынастарды зерттейді. Қолданба сондай-ақ Reactome Functional Interaction (FI) желісіне кіреді.
Reactome also has a ReactomeGSA tool, integrated into the Reactome Analysis Tools that allows comparative pathway analyses of multi omics datasets, with compatibility with single cell RNA seq data. Public data from EBI Expression Atlas, Single Cell Expression Atlas, and NCBI GREIN GEO data can be integrated into the analysis. ReactomeGSA is also available as a R Bioconductor package. Reactome also has a ReactomeIDG web portal, since 2023, aimed to place dark proteins in the context of manually curated, highly reliable Reactome pathways, to facilitate the understanding of functions and predicting therapeutic potential of dark or understudied proteins. Enhanced visualization features implemented at the portal allow users to investigate the functional contexts for dark proteins based on tissue specific gene or protein expression, drug target interactions, or protein or gene pairwise relationships in the original Reactome's systems biology graph notation (SBGN) diagrams or the new simplified functional interaction (FI) network view of pathways. ReactomeFIViz is a Cytoscape app designed to find pathways and network patterns related to diseases. The app accesses Reactome pathways, perform pathway enrichment analysis for a set of genes, visualize hit pathways, and investigate functional relationships among genes in hit pathways. The app also accesses the Reactome Functional Interaction (FI) network.