Integrative bioinformatics
ಸಮಗ್ರ ಜೈವಿಕ ಮಾಹಿತಿಶಾಸ್ತ್ರವು ಜೀವ ವಿಜ್ಞಾನಗಳಿಗೆ ದತ್ತಾಂಶ ಏಕೀಕರಣದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಜೈವಿಕ ಮಾಹಿತಿಶಾಸ್ತ್ರದ ಒಂದು ವಿಭಾಗವಾಗಿದೆ. ಜೀವ ವಿಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಆಣ್ವಿಕ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೈ-ಥ್ರೂಪುಟ್ (ಎಚ್. ಟಿ. ಪಿ) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಉದಯದೊಂದಿಗೆ, ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ದತ್ತಾಂಶದ ಪ್ರಮಾಣವು ಘಾತೀಯ ಶೈಲಿಯಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದಿದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ದತ್ತಾಂಶವು ಸಾರ್ವಜನಿಕ ಮತ್ತು ಖಾಸಗಿ ಭಂಡಾರಗಳೆರಡರಲ್ಲೂ ಚದುರಿದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ವಿವಿಧ ಸ್ವರೂಪಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯು ಈ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಹುಡುಕಲು ಮತ್ತು ಲಭ್ಯವಿರುವ ದತ್ತಾಂಶಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಗುಂಪಿನಿಂದ ಹೊಸ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಸಮಗ್ರ ಜೈವಿಕ ಮಾಹಿತಿಶಾಸ್ತ್ರವು ಜೀವ ವಿಜ್ಞಾನದ ದತ್ತಾಂಶಕ್ಕೆ ಏಕೀಕೃತ ಪ್ರವೇಶವನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಮೂಲಕ ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸುತ್ತದೆ. ಶಬ್ದಾರ್ಥದ ವೆಬ್ ವಿಧಾನಗಳ ವಿಧಾನಗಳು ಶಬ್ದಾರ್ಥದ ವೆಬ್ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, ಅನೇಕ ಜಾಲತಾಣಗಳು ಅಥವಾ ದತ್ತಸಂಚಯಗಳ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಮೆಟಾಡೇಟಾ ಮೂಲಕ ಹುಡುಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೆಟಾಡೇಟಾವು ಯಂತ್ರದಿಂದ ಓದಬಲ್ಲ ಕೋಡ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇದು ಪ್ರೋಗ್ರಾಂಗಾಗಿ ಪುಟದ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಡೇಟಾ ಮತ್ತು ಹುಡುಕಾಟ ಪದಗಳ ನಡುವಿನ ಹೋಲಿಕೆಗಳು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಇದು ಅಪ್ರಸ್ತುತ ಅಥವಾ ಸಹಾಯವಿಲ್ಲದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ಮೆಟಾ-ಡೇಟಾವು ಆಂಟಾಲಜಿಗಳು ಎಂಬ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಗಳಾಗಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ, ಇದನ್ನು ಬಳಕೆದಾರರು ಅಥವಾ ಪ್ರೋಗ್ರಾಂಗಳು ಟ್ಯಾಗ್ ಮಾಡಬಹುದು; ಇವು ಡೇಟಾವನ್ನು ಹುಡುಕಲು ಮತ್ತು ಹಿಂದಿರುಗಿಸಲು ಪ್ರಮುಖ ಪದಗಳು ಅಥವಾ ಪದಗುಚ್ಛಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ ಹುಡುಕಾಟವನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ವಿಧಾನದ ಪ್ರಯೋಜನಗಳಲ್ಲಿ ಹುಡುಕಾಟಗಳಲ್ಲಿ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಲಾದ ದತ್ತಾಂಶದ ಸಾಮಾನ್ಯ ಹೆಚ್ಚಿದ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಸರಿಯಾದ ಟ್ಯಾಗಿಂಗ್ನೊಂದಿಗೆ, ಹುಡುಕಾಟ ಪದವನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳದ ಆದರೆ ಇನ್ನೂ ಪ್ರಸ್ತುತವಾಗಿರುವ ನಮೂದುಗಳನ್ನು ಹುಡುಕುವ ಆಂಟಾಲಜಿಗಳು ಸೇರಿವೆ. ಈ ವಿಧಾನದ ಒಂದು ಅನನುಕೂಲವೆಂದರೆ, ಹಿಂತಿರುಗಿಸಲಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಅವುಗಳ ಮೂಲದ ದತ್ತಸಂಚಯದ ಸ್ವರೂಪದಲ್ಲಿ ಬರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನೇರ ಹೋಲಿಕೆಗಳು ಕಷ್ಟವಾಗಬಹುದು. ಮತ್ತೊಂದು ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ, ಟ್ಯಾಗಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಹುಡುಕಾಟದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಪದಗಳು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಅಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿರಬಹುದು ಮತ್ತು ಫಲಿತಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಗೊಂದಲವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು. ಇದಲ್ಲದೆ, ಶಬ್ದಾರ್ಥದ ವೆಬ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಇನ್ನೂ ಉದಯೋನ್ಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಇದು ವ್ಯಾಪಕ ಪ್ರಮಾಣದ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿಲ್ಲ. ಬಯೋಮೆಡಿಕಲ್ ವಿಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಆಂಟಾಲಜಿ ಆಧಾರಿತ ಹುಡುಕಾಟದ ಪ್ರಸ್ತುತ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಗೋಪಬ್ಮೆಡ್, ಇದು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಾಹಿತ್ಯದ ಪಬ್ಮೆಡ್ ದತ್ತಸಂಚಯವನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತದೆ. ಸ್ವಿಸ್ ಪ್ರಾಟ್, ಎನ್ಸೆಂಬಲ್ ಮತ್ತು ಟ್ರೈಎಂಬಿಎಲ್ನಂತಹ ದತ್ತಸಂಚಯಗಳಲ್ಲಿ ಆಂಟಾಲಜಿಗಳ ಮತ್ತೊಂದು ಬಳಕೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಹುಡುಕಾಟ ಪದಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಟ್ಯಾಗ್ಗಳಿಗಾಗಿ ಮಾನವ ಪ್ರೋಟಿಯೋಮ್-ಸಂಬಂಧಿತ ಡೇಟಾದ ಮಳಿಗೆಗಳ ಮೂಲಕ ಹುಡುಕಲು ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿನ ಕೆಲವು ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ಹೊಸ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಂಟಾಲಜಿಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿವೆ. ಇತರ ಸಂಶೋಧಕರು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಆಂಟಾಲಜಿಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉದಾಹರಣೆಯಲ್ಲಿ, ವರ್ಸ್ಚೆಲ್ಡೆ ಮತ್ತು ಇತರರ ಗುರಿ. ವಿವಿಧ ಉಪವಿಶೇಷತೆಗಳ (ವೈದ್ಯಕೀಯ, ಆಣ್ವಿಕ ಜೈವಿಕ, ಇತ್ಯಾದಿ) ಹೆಚ್ಚಿನ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ದೊಡ್ಡ ಗ್ರಂಥಾಲಯವಾಗಿ ಹಲವಾರು ವಿಭಿನ್ನ ಆಂಟಾಲಜಿ ಗ್ರಂಥಾಲಯಗಳ ಏಕೀಕರಣವಾಗಿತ್ತು. ಮತ್ತು ಅಸ್ಪಷ್ಟ ಟ್ಯಾಗ್ಗಳ ನಡುವೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು; ಇದರ ಫಲಿತಾಂಶವು ಡೇಟಾ-ವೇರ್ಹೌಸ್ನಂತಹ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿತ್ತು, ಆಂಟಾಲಜಿಗಳ ಬಳಕೆಯ ಮೂಲಕ ಅನೇಕ ಡೇಟಾಬೇಸ್ಗಳಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಪ್ರವೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿತ್ತು. ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ, ಬರ್ಟೆನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಜೆನೆರಿಕ್ ಅಂಗಗಳ ಆಂಟಾಲಜಿಯ ಹೊಸ ಚೌಕಟ್ಟಿನ ಮೇಲೆ ಮೂರು ಆಂಟಾಲಜಿಗಳ (ಅಂಗರಚನಾಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಮಾದರಿ ಜೀವಿಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಾಗಿ) ಜಾಲರಿಯ ಕೆಲಸವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲಾಯಿತು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಈ ಆಂಟಾಲಜಿಯಲ್ಲಿ 'ಹೃದಯ' ದ ಹುಡುಕಾಟದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಆಂಟಾಲಜಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕಶೇರುಕ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಹೃದಯದ ಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಹಿಂದಿರುಗಿಸುತ್ತವೆ. ತುಲನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ವಿಕಾಸಾತ್ಮಕ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಗೆ ಅನುಕೂಲ ಮಾಡಿಕೊಡುವುದು ಈ ಯೋಜನೆಯ ಉದ್ದೇಶಿತ ಗುರಿಯಾಗಿದೆ. ಡೇಟಾ ವೇರ್ಹೌಸಿಂಗ್ ವಿಧಾನಗಳು ಡೇಟಾ ವೇರ್ಹೌಸಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯತಂತ್ರದಲ್ಲಿ, ವಿವಿಧ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಡೇಟಾವನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಂದೇ ಡೇಟಾಬೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಜೈವಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಜೈವಿಕ ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ವಿವಿಧ 'ಓಮಿಕ್ಸ್' ದತ್ತಾಂಶಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ಜೀನೋಮಿಕ್ಸ್, ಟ್ರಾನ್ಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟೋಮಿಕ್ಸ್, ಪ್ರೋಟಿಯೋಮಿಕ್ಸ್, ಇಂಟರಾಕ್ಟೋಮಿಕ್ಸ್, ಮೆಟಾಬೊಲೊಮಿಕ್ಸ್ನ ದತ್ತಾಂಶಗಳು ಸೇರಿವೆ. ಆದರ್ಶಪ್ರಾಯವಾಗಿ, ಈ ಮೂಲಗಳಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ನಿಯಮಿತವಾಗಿ ಸಮಗ್ರ ದತ್ತಸಂಚಯಕ್ಕೆ ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಬಳಕೆದಾರರಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸ್ವರೂಪದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಉಗ್ರಾಣಗಳ ರಚನೆಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅನೇಕ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮಗಳನ್ನು ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಸಂಶೋಧನಾ ಯೋಜನೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡಲು ಅತ್ಯಂತ ಬಹುಮುಖ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನದ ಒಂದು ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ, ಏಕರೂಪದ ಸ್ಕೀಮಾವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಒಂದೇ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ದತ್ತಾಂಶವು ಲಭ್ಯವಿದೆ. ಕೆಲವು ಅನಾನುಕೂಲಗಳೆಂದರೆ, ದತ್ತಾಂಶ ಸಂಗ್ರಹಗಳು ಆಗಾಗ್ಗೆ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನವೀಕೃತವಾಗಿರಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ವಿಧಾನದ ಮತ್ತೊಂದು ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ ಅಂತಹ ಉಗ್ರಾಣವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದು ದುಬಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರೋಟಿಯೋಮಿಕ್ಸ್ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ಸ್ ಇನಿಶಿಯೇಟಿವ್ (ಪಿಎಸ್ಐ) ನಂತಹ ಗುಂಪುಗಳ ಪ್ರಭಾವದಿಂದಾಗಿ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ದತ್ತಾಂಶಗಳಿಗೆ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಸ್ವರೂಪಗಳು (ಉದಾಃ ಪ್ರೋಟೀನ್ ದತ್ತಾಂಶ) ಈಗ ಹೊರಹೊಮ್ಮುತ್ತಿವೆ. ಕೆಲವು ದತ್ತಾಂಶ ಉಗ್ರಾಣ ಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಈ ಹೊಸ ಸ್ವರೂಪಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದರಲ್ಲಿ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಸಲ್ಲಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ದತ್ತಾಂಶ ಗಣಿಗಾರಿಕೆಯ ಇತರ ವಿಧಾನಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ದತ್ತಾಂಶದಲ್ಲಿನ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಹುಡುಕಲು ಸಂಖ್ಯಾಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅನೇಕ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಹಿಂದಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ನಕಲಿ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿವೆ, ಆದರೆ ಪ್ರೋಗ್ರಾಂ ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುವ ಎಲ್ಲಾ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಬೇಕು. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಕೆಲವು ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ದತ್ತಾಂಶ ಗಣಿಗಾರಿಕೆ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಹೊಸ ಮಾದರಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ವಿಧಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿವೆ, ಇದು ಆರಂಭಿಕ ಪ್ರೋಗ್ರಾಂನಿಂದ ಕಂಡುಬರುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಮಾದರಿಯ ಮೇಲೆ ಸಮಯ ಕಳೆಯುವ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಬದಲಿಗೆ, ಪ್ರಸ್ತುತತೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಭವನೀಯತೆಯೊಂದಿಗೆ ಕೆಲವು ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಧಾನದ ಒಂದು ನ್ಯೂನತೆಯೆಂದರೆ ಅದು ಅನೇಕ ದತ್ತಸಂಚಯಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಅಂದರೆ ದತ್ತಸಂಚಯಗಳಾದ್ಯಂತ ಹೋಲಿಕೆಗಳು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಈ ವಿಧಾನದ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಇದು ಹೊಸ ಊಹೆಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಬಯೋಲಾಜಿಕಲ್ ಡೇಟಾಬೇಸ್ ಬಯೋಲಾಜಿಕಲ್ ಡೇಟಾ ವಿಝುವಲೈಸೇಶನ್ ಇಂಟರ್ಮೈನ್-ಓಪನ್ ಸೋರ್ಸ್ ಬಯೋಲಾಜಿಕಲ್ ಡೇಟಾ ವೇರ್ಹೌಸ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ರೆಫರೆನ್ಸ್ ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಜರ್ನಲ್ ಆಫ್ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟಿವ್ ಬಯೋಇನ್ಫರ್ಮ್ಯಾಟಿಕ್ಸ್ ಐಎಂಬಿಯೋ ಗೋಪಬ್ಮೆಡ್ ಬಿಎಂಸಿ ಬಯೋಇನ್ಫರ್ಮ್ಯಾಟಿಕ್ಸ್ ನೆದರ್ಲ್ಯಾಂಡ್ಸ್ ಬಯೋಇನ್ಫರ್ಮ್ಯಾಟಿಕ್ಸ್ ಸೆಂಟರ್ ಬಯೋಇನ್ಫರ್ಮ್ಯಾಟಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ.