Biological data visualization

Biologiedatenvisualisierung ist ein Zweig von Bioinformatik besorgt mit der Anwendung von Computergrafik, Wissenschaftliche Visualisierung, und Informationsvisualisierung zu verschiedenen Bereichen der Biowissenschaften. Dies beinhaltet die Visualisierung von Sequenzen, Genome, Ausrichtung, Phylogenien, Makromolekulare Strukturen, Systembiologie, Mikroskopie, und Magnetresonanztomographie Daten. Software -Tools, die zur Visualisierung biologischer Daten verwendet werden, reichen von einfachen, eigenständigen Programmen bis hin zu komplexen, integrierten Systemen.

Hochmoderne und Perspektiven

Heute erleben wir ein schnelles Wachstum von Volumen und Vielfalt von Biologische Dateneine zunehmende Herausforderung für Biologen. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis und zum Lernen dieser Daten ist die Visualisierung. Somit hat die Anzahl und Vielfalt von Systemen zur Visualisierung biologischer Daten entsprechend zugenommen.

Ein aufkommender Trend ist die Unschärfe von Grenzen zwischen der Visualisierung von 3D -Strukturen bei Atomauflösung, Visualisierung größerer Komplexe durch Kryo-Elektronenmikroskopieund Visualisierung der Position von Proteinen und Komplexen in ganzen Zellen und Geweben.[1][2]

Ein zweiter aufkommender Trend ist eine Zunahme der Verfügbarkeit und Bedeutung zeitaufgelöster Daten von Systembiologie, Elektronenmikroskopie[3][4] und Zell- und Gewebebildgebung. Im Gegensatz dazu ist die Visualisierung von Trajektorien seit langem ein herausragender Teil von Molekulare Dynamik.

Schließlich verbessert Benutzerfreundlichkeit, Datenintegration und Standardisierung.

Liste der Visualisierungssoftware

Für biologische Visualisierungsdaten stehen viele Softwaresysteme zur Verfügung.[5][6][7][8] Die folgende Liste verbindet einige im Volksmund verwendete Software und Systeme, die nach Anwendungsbereichen gruppiert werden.

  • Medusa - Ein einfaches Werkzeug für die Interaktionsgrafikanalyse.[9] Es handelt sich um eine Java -basierte Anwendung und als Applet erhältlich.
  • Cytoscape-Eine Open-Source-Software zur Integration von Bio-molekularen Interaktionsnetzwerken mit Hochdurchsatz-Expressionsdaten und anderen molekularen Zuständen.[10]
  • Proviz - Proviz ist eine eigenständige Open -Source -Anwendung unter der GPL -Lizenz.[11]
  • PATIKA - Es ist ein Werkzeug mit integrierter visueller Umgebung für die kollaborative Konstruktion und Analyse von Zellwegen.[12]

Verweise

  1. ^ Lucić V, Förster F, Baumeister W (2005). "Strukturuntersuchungen durch Elektronentomographie: von Zellen zu Molekülen". Annual Review of Biochemistry. 74: 833–65. doi:10.1146/annurev.biochem.73.011303.074112. PMID 15952904.
  2. ^ Steven AC, Baumeister W (September 2008). "Die Zukunft ist hybrid". Zeitschrift für Strukturbiologie. 163 (3): 186–95. doi:10.1016/j.jsb.2008.06.002. PMID 18602011.
  3. ^ Plattner H, Hentschel J (2006). "Zelluläre Dynamik der Untersekunden: Zeitaufgelöste Elektronenmikroskopie und funktionelle Korrelation". Eine Übersicht über die Zellbiologie (Eingereichtes Manuskript). Internationale Überprüfung der Zytologie. Vol. 255. S. 133–76. doi:10.1016/s0074-7696 (06) 55003-x. ISBN 9780123735997. PMID 17178466.
  4. ^ Frank J, Schlichting I (September 2004). "Zeitaufgelöste Bildgebung von makromolekularen Prozessen und Wechselwirkungen". Zeitschrift für Strukturbiologie. 147 (3): 209–10. doi:10.1016/j.jsb.2004.06.003. PMID 15450290.
  5. ^ Pavlopoulos GA, Malliarakis D, Papanikolaou N, Theodoiou T, Enright AJ, Iliopoulos I (2015). "Visualisierung von Genom- und Systembiologie: Technologien, Tools, Implementierungstechniken und -trends, Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft". Gigascience. 4: 38. doi:10.1186/s13742-015-0077-2. PMC 4548842. PMID 26309733.
  6. ^ Pavlopoulos GA, Wegener AL, Schneider R (November 2008). "Eine Übersicht über Visualisierungsinstrumente für die biologische Netzwerkanalyse". Biodata -Bergbau. 1: 12. doi:10.1186/1756-0381-1-12. PMC 2636684. PMID 19040716.
  7. ^ Pavlopoulos GA, Soldatos TG, Barbosa-Silva A, Schneider R (Februar 2010). "Ein Referenzhandbuch für die Baumanalyse und Visualisierung". Biodata -Bergbau. 3 (1): 1. doi:10.1186/1756-0381-3-1. PMC 2844399. PMID 20175922.
  8. ^ Pavlopoulos GA, Iacucci E, Iliopoulos I, Bagos P (2013). Interpretation der Omics -Ära -Daten. Multimedia -Dienste in intelligenten Umgebungen. Smart Innovation, Systeme und Technologien. Vol. 25. S. 79–100. doi:10.1007/978-3-319-00375-7_6. ISBN 978-3-319-00374-0.
  9. ^ Hooper SD, Bork P (Dezember 2005). "Medusa: Ein einfaches Werkzeug für die Interaktionsgrafikanalyse". Bioinformatik. 21 (24): 4432–3. doi:10.1093/bioinformatics/bti696. PMID 16188923.
  10. ^ Shannon P, Markiel A, Ozier O, Baliga NS, Wang JT, Ramage D, et al. (November 2003). "Cytoscape: Eine Softwareumgebung für integrierte Modelle von biomolekularen Interaktionsnetzwerken". Genomforschung. 13 (11): 2498–504. doi:10.1101/gr.1239303. PMC 403769. PMID 14597658.
  11. ^ Iragne F, Nikolski M, Mathieu B, Auber D, Sherman D (Januar 2005). "Proviz: Protein -Interaktionsvisualisierung und Erforschung". Bioinformatik. 21 (2): 272–4. doi:10.1093/bioinformatics/bth494. PMID 15347570.
  12. ^ Demir E, Babur O, Degrusoz U, Gursoy A, Nisanci G, Cetin-Atalay R, Ozturk M (Juli 2002). "Patika: Eine integrierte visuelle Umgebung für die kollaborative Konstruktion und Analyse von Zellwegen". Bioinformatik. 18 (7): 996–1003. doi:10.1093/bioinformatics/18.7.996. HDL:11693/24660. PMID 12117798.

Externe Links

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