Φανταστείτε ότι είστε ντετέκτιβ και σας προσεγγίζει μια οικογένεια που αναζητά ένα μέλος της για να τη βοηθήσετε. Η οικογένεια δεν σας δίνει φωτογραφία του ατόμου που λείπει, αλλά σας περιγράφει λεπτομερώς συγκεκριμένα χαρακτηριστικά και δεξιότητές του και σας υποδεικνύει πιθανές τοποθεσίες όπου μπορεί να βρίσκεται. Εσείς καλείστε να το εντοπίσετε ανάμεσα σε εκατομμύρια άλλα άτομα που του μοιάζουν εξαιρετικά και μέσα σε ένα περιβάλλον που έχει αρκετή φασαρία...
Αυτό ακριβώς καλούνται να κάνουν και οι ερευνητές στο Εργαστήριο του Δρα Γιώργου Σκρέτα στο Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμινγκ». Με τη διαφορά ότι επιστήμονες δεν αναζητούν ανθρώπους, αλλά χρήσιμα ένζυμα και πρωτεΐνες που κρύβονται σε μικροοργανισμούς. Όσο για το εργαλείο που χρησιμοποιούν, αυτό δεν είναι τίποτα λιγότερο από ένα εξελιγμένο λογισμικό μεταγονιδιωματικής ανάλυσης («διαβάσματος» του γενετικού υλικού οργανισμών απευθείας από περιβαλλοντικά δείγματα).
Η Δρ Δήμητρα Ζαραφέτα και η Δήμητρα Μπεζαντάκου
Οι μικροοργανισμοί, παρότι είναι αόρατοι, θεωρείται ότι κυβερνούν τον κόσμο. Μια σημαντική πρόκληση για τους ερευνητές είναι η αναγνώριση και κατηγοριοποίησή τους στο περιβάλλον τους, δεδομένου ότι πάνω από το 80% της μικροβιακής ποικιλότητας είναι ανέφικτο να καλλιεργηθεί στο εργαστήριο. Η μεταγονιδιωματική ανάλυση, που συνεχώς εξελίσσεται, επιτρέπει τη μαζική ανάλυση γονιδιωμάτων από περιβαλλοντικά δείγματα, αποκαλύπτοντας τις μοναδικές μεταβολικές ικανότητες αυτών των μικροοργανισμών.
Είναι ιδιαίτερα σημαντικό ότι τα μεταγονιδιωματικά δεδομένα που κατατίθενται σε ανοιχτές βάσεις δεδομένων αυξάνονται εκθετικά. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν διαθέσιμα εκατοντάδες terabytes μεταγονιδιωματικών δεδομένων που αντιστοιχούν σε εκατοντάδες τρισεκατομμύρια βάσεις (δομικές μονάδες) DNA.
Η συνεχής πρόοδος στην τεχνολογία αλληλούχισης (ανάγνωσης) DNA παράγει ολοένα και μεγαλύτερους όγκους διαθέσιμων δεδομένων, καθώς όλο και περισσότερες μελέτες δημοσιεύουν τα ευρήματά τους. Σε αυτόν τον τεράστιο όγκο δεδομένων «κρύβονται» γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες (ένζυμα)-βιοτεχνολογικά εργαλεία.
Η ομάδα των Ελλήνων επιστημόνων ανέπτυξε ένα νέο εργαλείο που ονομάζεται ProteoSeeker (σε ελεύθερη απόδοση «πρωτεϊνοθήρας»), το οποίο διευκολύνει τη διαδικασία σάρωσης μεταγονιδιωματικών δεδομένων και ανακάλυψης πρωτεϊνών, απαιτώντας ελάχιστα δεδομένα εισόδου και μικρή εμπειρία στη χρήση βιοτεχνολογικών εργαλείων.
Η Δρ Δήμητρα Ζαραφέτα
Πρόκειται για ένα εργαλείο ανοικτού κώδικα που βελτιστοποιεί την αναζήτηση πρωτεϊνών από μεταγονιδιωματικά δείγματα, ενοποιώντας διάφορες διαδικασίες ανάλυσης σε έναν εύχρηστο πυρήνα.
«Η πρόοδος στη μεταγονιδιωματική έχει επεκτείνει τη γνώση μας για τις μικροβιακές κοινότητες, αλλά η στοχευμένη ανακάλυψη πρωτεϊνών παραμένει μια πρόκληση για τη βιοτεχνολογία», δηλώνει η Δρ. Δήμητρα Ζαραφέτα, που συμμετείχε στη μελέτη. Το ProteoSeeker έχει σχεδιαστεί ακριβώς για αυτόν τον σκοπό, να βοηθήσει τους ερευνητές να ανακαλύψουν νέες και χρήσιμες πρωτεΐνες για βιοτεχνολογικές εφαρμογές, όπως είναι οι καρβονικές ανυδράσες, ένζυμα που χρησιμοποιούνται για τη βιομηχανική δέσμευση του CO2.
Το ProteoSeeker αποτελεί ένα πρωτοποριακό εργαλείο, σχεδιασμένο για την αυτοματοποιημένη και απλοποιημένη αναγνώριση και ανάλυση πρωτεϊνών, προσφέροντας μια συνεπή και ταχύρρυθμη ροή εργασιών. Συνδυάζοντας αναζήτηση, πρόβλεψη και ταξινόμηση σε μια ενιαία πλατφόρμα, επιλύει προβλήματα ασυμβατότητας που συναντώνται σε προϋπάρχοντα εργαλεία.
Το ProteoSeeker, έχοντας τη δυνατότητα να επεξεργάζεται απευθείας ακατέργαστες αλληλουχίες DNA, παράγει έναν πλήρως σχολιασμένο κατάλογο πιθανών πρωτεϊνών με συγκεκριμένη λειτουργική ή ταξινομική συσχέτιση, ο οποίος είναι έτοιμος προς άμεση ερευνητική αξιοποίηση.
«Κατά κάποιον τρόπο, εκδημοκρατίζουμε την εξερεύνηση μεταγονιδιωματικών δεδομένων», αναφέρει στο Dnews ο Δρ Γεώργιος Σκρέτας, που είναι ο επικεφαλής της μελέτης, υποδεικνύοντας τη δυνατότητα του ProteoSeeker να επιταχύνει την ανακάλυψη πρωτεϊνών και να προωθήσει την επίτευξη των στόχων καινοτομίας και βιωσιμότητας σε διάφορους βιοτεχνολογικούς τομείς, από τη βιοϊατρική έρευνα και ανάπτυξη μέχρι τη βιοεξυγίανση του περιβάλλοντος.
Η ανάπτυξη του ProteoSeeker δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Science και είναι διαθέσιμο στην επιστημονική κοινότητα ως λογισμικό ανοικτού κώδικα εδώ.
