Bioinformatická
výzkumná platforma

Výzkumná platforma · Hlavní vývojářka
Ukázka platformy: detail proteinu s Basic Info, AlphaFold predikcí, sekvencí a 3D strukturou v Mol* vieweru

Bioinformatická platforma pro výzkumnou laboratoř, která studuje rostlinné organelární RNA polymerázy. Tyto enzymy jsou klíčové pro pochopení, jak rostliny reagují na změny klimatu a jak je využít pro biofarming léčiv.

Vědec zadá Gene ID a dostane kompletní obraz proteinu (sekvenci, 3D strukturu, publikace i genomický kontext) sjednocený z veřejných zdrojů (NCBI, AlphaFold a další) v jedné databázi, místo ručního skládání z několika webů. Kromě toho může nahrát i vlastní data.

Role Hlavní vývojářka · Full-stack
Typ Výzkumná platforma · ReguPlast Lab, UK
Období Říjen až listopad 2025
Technologie
Node.js · Express · TypeScript React 18 · Vite React Query Tailwind CSS MongoDB 7 · Mongoose Mol* (3D viewer) IGV.js (genomický kontext) Docker Compose

Data o proteinech jsou roztroušená v pěti veřejných databázích (NCBI, UniProt, AlphaFold, PubMed, IGV). V každé jiný identifikátor, jiný formát, jiný kus mozaiky. Vědci si museli celý obraz skládat ručně. Na jeden protein tak padly i hodiny a jasný výstup často žádný.

Zadání přišlo od Dr. F. Vanessy Loiacono, vedoucí laboratoře. Potřebovali uživatelské rozhraní, které data ze všech veřejných zdrojů sjednotí do jednoho pohledu na protein, k tomu automatické stahování a aktualizace dat. Nejdřív jako interní nástroj skupiny, výhledově otevřená platforma pro širší výzkumnou komunitu. Do dalších fází je v plánu propojení s AI modelem pro návrh syntetických proteinů.

Backend má vlastní modul pro každý ze zdrojů (NCBI, UniProt, AlphaFold, PubMed, IGV) a stahuje z nich data. Databáze je slévá do jednoho záznamu na protein. Frontend potom všechno zobrazuje v jednom pohledu.

  1. 01 Zdroje
    5
    veřejných bioinformatických databází
    • NCBIproteinové záznamy
    • UniProtstabilní ID, sekvence
    • AlphaFold3D struktury
    • PubMedpublikace
    • IGVgenomický kontext
  2. 02 Sjednocení
    1
    unifikovaný záznam na protein
    • Identifikace (Gene ID, organismus)
    • Aminokyselinová sekvence
    • DNA + poloha na genomu
    • 3D struktura + confidence
    • Publikace z PubMedu
    • Vlastní anotace vědců
  3. 03 Rozhraní
    6
    propojených pohledů na protein
    • 3D struktura proteinu (Mol*)
    • Aminokyselinová sekvence
    • PAE heatmap
    • Genomický kontext (IGV)
    • Porovnání proteinů
    • Vyhledávání a import

Záznam sdružuje základní údaje o proteinu, jeho sekvenci, 3D strukturu (včetně toho, jak je předpověď spolehlivá), odkazy na související studie a poznámky, které si vědci sami přidávají.

Scroll přes celý detail proteinu, od základních dat po publikace.

Import z Gene ID i vlastní sekvence

Automatický import podle Gene ID, nebo ruční nahrání vlastní sekvence.

Porovnání až 4 proteinů

Poprvé přímo, vedle sebe, v jednom rozhraní.

Interaktivní 3D model

Strukturu lze v prohlížeči volně otáčet, přibližovat i posouvat.

Sekvence propojená s 3D

Klik na písmeno v sekvenci vyznačí odpovídající místo v modelu.

Vlastní anotace

Poznámky vědců zvlášť, zdrojová data zůstávají čistá.

Sdílená databáze roste sama

Každý nový Gene ID přibude jako protein pro celou skupinu.

Vyhledávání a přehled proteinů v databázi.
Porovnání proteinů: až čtyři vedle sebe, sekvence i 3D propojené.
Dřív
10 min – 2 h
Čas, který vědec strávil sběrem dat k jednomu proteinu podle toho, kolik údajů musel dohledávat v dalších zdrojích mimo NCBI.
S platformou
do 5 s
Platforma automaticky stáhne data z pěti zdrojů, sjednotí je do jednoho záznamu a zobrazí v šesti propojených pohledech.

Platformu jsem prezentovala Dr. F. Vanesse Loiacono ve dvou kolech: nejdřív první verzi podle písemného zadání, poté upravenou verzi podle jejích připomínek. Druhé prezentace se účastnili i dva studenti doktorského studia. Všichni ocenili přehlednost a sjednocení dat na jednom místě. Ušetří jim čas, který můžou věnovat samotnému výzkumu.

Zpětná vazba z prezentací · ReguPlast Lab, UK

Dva výhledové záměry zapsané v projektovém briefu laboratoře:

AI-asistovaný framework pro návrh syntetických proteinů. Propojení platformy s AI modelem, aby si vědci mohli simulovat a testovat nové 3D modely proteinů.

Otevření platformy širší výzkumné komunitě. Současná verze slouží skupině Dr. Loiacono; ve výhledu je zpřístupnit ji vědcům mimo laboratoř.