כלי אינטרנט לאיכות יצירה גבוהה מסלולים ביולוגיים מכונית קריאות
February 8th, 2017
PathWhiz הוא כלי ציור מקיף, באינטרנט מסלול להפקת הביוכימיים וביולוגיים. היא משתמשת בפומבי מסדי נתונים נגישים לוחות להרחבה בקלות המורכב מרכיבים שונים של מסלול מראש נמשכים. פרוטוקול זה מתאר כיצד לבנות מסלולים חדשים בקלות, לשכפל ולערוך מסלולים קיימים, ולהרבות מסלולים נמשכים בעבר אורגניזמים שונים.
המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא להשתמש ב-PathWhiz ובאינטרנט כדי ליצור, לשכפל ולהפיץ בקלות מסלולים ביוכימיים למגוון מטרות ויישומים. כלי זה מאפשר למדענים, מחנכים וסטודנטים ליצור מסלולים ביוכימיים נעימים ומדויקים מבחינה ויזואלית עם רמה גבוהה של פירוט ומורכבות ביולוגית. PathWhiz היא גלריה ציבורית חינמית עם אלפי מסלולים ורכיבי מסלול, התואמת למעשה לכל מערכת הפעלה וניתן לגשת אליה ולהרחיב אותה על ידי כל המשתמשים.
התחל בטעינת דף PathWhiz בכל דפדפן אינטרנט מודרני ולחיצה על תפריט ציור. לחץ על הלחצן New Pathway כדי להתחיל נתיב חדש והזן את שם הנתיב שיש לצייר. בחר את סוג הנתיב מהרשימה הנפתחת.
לאחר מכן הכניסו את השם המדעי של האורגניזם לתיבת ההשלמה האוטומטית כדי לחפש את האורגניזם המבוקש, ואחריו את השם המדעי של המין ואת השם הנפוץ. בחר את סיווג המינים מהרשימה הנפתחת כ-Eucaryote או Procaryote והזן את מזהה הטקסונומיה מהטקסונומיה של NCBI. לחץ על Create Species והזן תיאור מקיף של המסלול.
לחיצה על Add Reference כדי להוסיף הפניות חיצוניות לנתיב בהתאם לצורך. לאחר מכן, לחץ על צור מסלול. בד ציור מרושת לבן יופיע עם שורת תפריטים אפורה.
לחץ על הקישור הוסף תהליך ובחר הוסף תגובה כדי להוסיף את התצוגה החזותית הראשונה של התהליך. הזן את המגיבים, המוצרים או האנזימים המעניינים בתיבת ההשלמה האוטומטית כדי לחפש את התגובות הקיימות. לאחר מכן גלול בין התגובות הקיימות.
כאשר התגובה הרצויה נמצאת, בחר אותה. לאחר מכן הזנת שם הרכיב המתאים בתיבת ההשלמה האוטומטית כדי לבחור את הסטוכיומטריה וסוג הרכיב המתאימים. לאחר הוספת כל האלמנטים בצד שמאל של התגובה, בחר את כיוון המסלול מהרשימה הנפתחת ולחץ על הוסף אלמנט ימני כדי להוסיף מוצר.
בחר את הסטוכיומטריה ואת סוג האלמנט, כפי שהודגם זה עתה, עבור כל האלמנטים בצד ימין של התגובה. לאחר מכן לחץ על הוסף אנזים כדי להוסיף אנזים לתגובה. הקלד את שם האנזים בתיבת ההשלמה האוטומטית ובחר את האנזים המתאים.
לאחר הוספת כל מרכיבי התגובה, לחץ על צור תגובה כפתור כדי לשמור את התגובה החדשה ובחר את הכיוון הרצוי לעיבוד הראשוני של התגובה מהרשימות הנפתחות. לאחר מכן לחץ שוב על צור תגובה לחצן. התגובה החדשה שנוצרה תוצג בבד הציור.
כדי לערוך את התגובה בהתאם לצורך, גרור את רכיבי התגובה בבד הציור כדי למקם אותם מחדש כרצונך. לאחר מכן לחץ פעם אחת על כל רכיב כדי להוסיף אותו לבחירה הנוכחית. לאחר בחירת כל האלמנטים, גרור אותם לאזור המתאים בבד הציור ולחץ שוב על האלמנטים כדי לבטל את הבחירה בהם.
כדי לגשת לסרגל צד לעריכה קופצת, לחץ פעמיים על כימיקל וערוך את התבנית, המצב הביולוגי, אינדקס Z ופרטי התגובה המלאים של התגובה בהתאם לצורך. לעריכת המידע של תהליך שלם, לחץ פעמיים על אחד מהרכיבים שלו. מתחת לשורת התפריטים המשנית האפורה, לחץ על הקישור Edit Selected ובחר Edit Element או Edit Process בהתאם לצורך.
מקם מחדש את האלמנטים על בד הציור למיקומים הרצויים. בחר את קצוות התגובה המעניינים וערוך אותם כפי שהודגם זה עתה עבור תרכובות התגובה והחלבונים. לאחר שהתגובה הראשונה צוירה כרצונך, לחץ על מכפלה של התגובה כדי לבחור אותה.
לאחר מכן, תחת הלשונית הוסף תהליך, בחר הוסף תגובה. לאחר השלמת המסלול, לחצו על הקישור Pathway ובחרו Export and View. בחרו באפשרות 'צבע רקע לתמונות' כדי לבחור כחול או לבן כצבע הרקע של התמונה, ובחרו 'כן' או 'לא' באפשרות 'צור גרסה פשוטה גם'.
לאחר מכן לחץ על צור קבצי תמונה. כשהתמונה נוצרה, לחצו על 'הצג במציג' ליצירת תמונת נתיב ברזולוציה גבוהה עם היפר-קישור מלא בדפדפן. כדי לשכפל נתיב קיים, לחץ על התפריט Pathways והזן את שם הנתיב המעניין בסרגל החיפוש.
אתר את הנתיב שיש לשכפל ולחץ על שכפל. ערוך את שם הנתיב והזן תיאור חדש של הנתיב בהתאם לצורך. לאחר מכן לחץ על Create Pathway כדי ליצור את הנתיב המשוכפל.
כדי להציג או להוריד מסלול, היכנס לתפריט Pathways, אתר את הנתיב המעניין כפי שהודגם זה עתה ולחץ על Show. לאחר מכן, לחץ על הכפתור עם מזהה PathWhiz הרצוי לצד התווית הצג במציג ופתח את הכרטיסייה הורדות. לאחר מכן לחץ על ההיפר-קישורים כדי להוריד את הנתיב בפורמטים שונים של קבצים.
ניתן להשתמש ב-PathWhiz כדי ליצור מסלולים עם סוגי תוכן וסגנונות שונים. כולל מסלולים מטבוליים מסורתיים, מסלולי מחלות ותרופות כדי להמחיש תופעות לוואי ותגובות לתרופות, כמו גם מסלולי איתות חלבונים. המסלולים עשויים להיות צבעוניים בפירוט ביולוגי ניכר או שהם עשויים להיות מומרים לייצוגים פשוטים בשחור לבן.
לאחר השלמתם, ניתן להציג מסלולים אלה במציג הנתיב האינטראקטיבי, להוריד אותם כתמונות או לייצא אותם במספר פורמטים שונים של חילופי נתונים הניתנים לקריאה במכונה לצורך ניתוח נוסף. לאחר השליטה, ניתן ליצור מסלול סטנדרטי מוכן לאינטרנט תוך כ-15 דקות. אם כי, מסלולים מורכבים יותר עשויים להימשך זמן רב יותר.
בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור שהמינים שנבחרו עבור כל תגובה בודדת תמיד תואמים את מיני המסלול ולאשר שכיוון חיצי התגובה נכון. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כגון ניתוח מטבולי, כדי לענות על שאלות נוספות לגבי הדינמיקה או הכימות של מטבוליטים מעניינים. לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום המטבולומיקה והביולוגיה ליצור אלפי מסלולים מוכנים לאינטרנט, הממחישים מגוון רחב של ביוכימיה אנושית, מזרחית ואי-קולי.
לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבנות מסלולים חדשים, לשכפל ולערוך מסלולים קיימים, כמו גם להפיץ מסלולים שצוירו בעבר לאורגניזמים שונים. אל תשכח שנעילת נתיב הופכת אותו לבלתי ניתן לעריכה. כמו כן, שים לב שאתה יכול לבחור ליצור מסלולים ציבוריים או פרטיים, בהתאם להעדפתך.
סקירה כללית
PathWhiz הוא כלי מקוון שנועד ליצירה ועריכה של מסלולים ביוכימיים. הוא מאפשר למשתמשים ליצור מסלולים מדויקים מבחינה ויזואלית באמצעות מגוון רחב של רכיבים ומאגרי מידע מוכנים מראש.
רכיבי הלימוד העיקריים
תחום המדע
- ביוכימיה
- מסלולים ביולוגיים
- ויזואליזציה של מסלולים
רקע
- PathWhiz מספק גלריה ציבורית בחינם של מסלולים.
- הוא תואם לכל מערכות ההפעלה.
- הכלי נגיש למדענים, אנשי חינוך וסטודנטים.
- PathWhiz תומך ביצירת מסלולים ביוכימיים מורכבים.
מטרת המחקר
- להקל על יצירה ושכפול של מסלולים ביוכימיים.
- לאפשר למשתמשים להפיץ מסלולים בין אורגניזמים שונים.
- לספק ממשק ידידותי למשתמש לעיצוב מסלולים.
שיטות ששימשו
- שימוש בתפריט Draw ליצירת מסלולים חדשים.
- חיפוש אחר אורגניזמים והזנת נתונים מדעיים רלוונטיים.
- הוספת תהליכים ותגובות דרך קנבס אינטראקטיבי.
- ייצוא מסלולים בפורמטים שונים לניתוח נוסף.
תוצאות עיקריות
- משתמשים יכולים ליצור מסלולים תוך כ-15 דקות.
- ניתן לפרט מסלולים מאוד או לפשט אותם.
- PathWhiz מאפשר יצירת תמונות ברזולוציה גבוהה.
- ניתן ליצור ולשתף אלפי מסלולים באינטרנט.
מסקנות
- PathWhiz הוא כלי רב-תכליתי לויזואליזציה של מסלולים.
- הוא תומך ביישומים חינוכיים ומחקריים בביוכימיה.
- הכלי משפר את ההבנה של תהליכים מטבוליים.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
PathWhiz enables biopharma R&D teams to generate standardized, machine-readable pathway diagrams that support target validation and mechanistic de-risking. By providing a publicly accessible, web-based platform for pathway creation and sharing, it enhances cross-functional collaboration and data integration across discovery workflows. The tool’s compatibility with formats like BioPAX and SBML facilitates downstream analysis and predictive modeling in early-stage research.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Supports interrogation of therapeutic hypotheses through detailed visualization of biochemical interactions and reaction networks.
- Operational Value: Enables rapid creation and iteration of pathway diagrams to clarify target mechanisms and pathway context.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides standardized pathway templates that can be replicated and propagated across species for consistent assay design.
- Operational Value: Facilitates assay readiness by enabling export of pathways in machine-readable formats for integration with analytical tools.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports translational continuity by allowing pathways to be adapted across model systems using propagation features.
- Operational Value: Enhances reproducibility through version-controlled, editable pathway elements that can be shared and reused across teams.
Pipeline & Workflow Integration
PathWhiz fits within the discovery continuum by enabling hypothesis-driven pathway construction that informs target selection and lead identification efforts.
- Discovery Biology: Aids in pathway clarification and biological de-risking by visualizing complex metabolic and signaling networks.
- Screening: Supports assay development through exportable pathway diagrams that guide biomarker selection and compound screening strategies.
- Analytics: Generates machine-readable outputs (e.g., SBML, BioPAX) that enable quantitative analysis and simulation of pathway dynamics.
- Translational Research: Promotes cross-species pathway propagation to align preclinical models with human biology.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable knowledge base where pathways can be replicated, edited, and built upon across projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing ambiguity in target pathway context and interaction networks.
- Operational Value: Promotes standardization and reproducibility via shared, editable pathway components and version control.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enhancing mechanistic understanding and reducing biological uncertainty.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization through clearer visualization of disease-relevant pathways and off-target effects.
Implementation Considerations
- Requires familiarity with biochemical nomenclature and pathway curation best practices.
- Dependent on web browser access and internet connectivity for full functionality.
- Necessitates cross-team agreement on pathway naming, annotation, and styling conventions.
- Involves consideration of species-specific elements when propagating pathways across organisms.
- Limited by the completeness of the public pathway library for niche or novel biological processes.
