La investigación moderna genera enormes cantidades de datos, lo que plantea a los científicos el desafío de visualizarlos y analizarlos. Investigadores del Instituto Helmholtz para la Investigación de Infecciones basadas en ARN (HIRI) en Würzburg y la Universidad Técnica de Ciencias Aplicadas de Würzburg-Schweinfurt (THWS) han desarrollado una herramienta para visualizar grandes conjuntos de datos. La herramienta sCIRCLE permite a los usuarios explorar datos de análisis unicelulares de una manera interactiva y fácil de usar. Sus hallazgos se publican en la revista NAR Genomics and Bioinformatics.
La resistencia a los antibióticos está aumentando en todo el mundo y es un desafío importante para los sistemas de salud. Es importante comprender los mecanismos subyacentes de cómo y por qué algunas bacterias desarrollan tales defensas. Las diferencias en la expresión de genes bacterianos (en las que se lee la información de un gen) pueden proporcionar pistas. La secuenciación de ARN unicelular bacteriano, o “scRNA-seq”, se ha convertido en una herramienta esencial para analizar estas mutaciones. Esta tecnología proporciona una imagen detallada de la expresión genética en una célula en un momento específico. Sin embargo, este método produce grandes cantidades de datos que son difíciles de visualizar y analizar para los investigadores. En consecuencia, existe una gran necesidad de nuevos métodos y herramientas para mostrar y comprender esta información.
Investigadores del Instituto Helmholtz para la Investigación de Infecciones basadas en ARN (HIRI) en Würzburg, un sitio en el Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones (HZI) en Braunschweig en colaboración con la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) y diseñadores técnicos. El Instituto de Ciencias Aplicadas de Würzburg-Schweinfurt (THWS) ha desarrollado un dispositivo de este tipo. Su aplicación de escritorio, llamada sCIRCLE (sencontrarse-Cana IInteractivo RHora de comer Cvisualización por ordenador para lde baja dimensión miexploración), permite la visualización interactiva en 3D de datos de scRNA-seq. Permite a los usuarios ver celdas individuales ricas en metadatos desde diferentes ángulos y en tiempo real. Se puede utilizar una variedad de filtros y configuraciones para detectar qué genes se expresan en células específicas en momentos específicos. Esta capacidad permite a los investigadores centrarse en poblaciones de células específicas o genes de interés. “sCIRCLE es una valiosa herramienta de comunicación para examinar conjuntos de datos de forma colaborativa o presentar resultados”, afirma Lars Barquist. Barquist, el biólogo computacional que inició el estudio, dirige un grupo de investigación en el Instituto Helmholtz de Würzburg. Barquist también es profesor en la Universidad de Toronto en Canadá. Además, sCIRCLE ya es compatible con dispositivos de realidad virtual, lo que marca un paso hacia la visualización e interacción inmersiva de datos en 3D.
Colaboración interdisciplinaria orientada al futuro
La facilidad de uso de sCIRCLE es notable: “La interfaz es fácil de usar y está diseñada de forma intuitiva. Por eso, sCIRCLE es especialmente útil para biólogos sin amplios conocimientos de bioinformática”, afirma Barquist. Los diseñadores y bioinformáticos trabajaron juntos para hacer que los datos fueran lo más simples y visualmente atractivos posible: “La colaboración entre las disciplinas de bioinformática y diseño es fundamental porque nuestros conjuntos de datos crecen constantemente y necesitamos poder Se necesitan nuevas formas de generar comprensión”. dice Barquist. .
Para implementar este proyecto, Maximilian Seger, estudiante de maestría de THWS, pasó algún tiempo en el grupo de investigación HIRI. Allí tuvo la oportunidad de trabajar directamente con científicos. “Esto me permitió comprender lo que querían encontrar en sus datos y desarrollar una interfaz que lo hiciera posible”, informa Maximilian Seger. En pruebas con datos recopilados por investigadores de HIRI de diferentes grupos, los científicos probaron la herramienta y proporcionaron comentarios. El equipo de investigación ha publicado los hallazgos en una revista. NAR Genómica y Bioinformática.
“El desarrollo conjunto de sCIRCLE demuestra la importancia de la cooperación interdisciplinaria e interinstitucional. Estoy muy contento de que hayamos combinado con éxito la experiencia de las dos instituciones con sede en Würzburg en este proyecto y espero con ansias una futura cooperación”, dice Eric Schulz. profesor de interactivo. Media de THWS, que junto con Lars Barquist supervisó a Max Seeger. “Esperamos que este sea el primer paso hacia el desarrollo de herramientas intuitivas e interactivas para el análisis de datos”, afirma Barquist con optimismo. “Aprovecharemos esto y haremos que nuestras herramientas sean más inmersivas y fáciles de usar”. Si bien la aplicación actualmente solo ofrece integración básica de realidad virtual, el equipo planea crear un espacio virtual fácil de usar para la exploración de datos en el futuro.
