آشنایی با سرور Galaxy و کاربرد آن در RNA-seq

سرور Galaxy

به دلیل زیاد بودن حجم داده‌ها در مطالعات سیستم بیولوژی یا بیوانفورماتیک، ما نیاز به سرورهایی داریم که بتوانند این محاسبات پیچیده را برای ما انجام بدهند. سرور گلکسی یکی از این سرورهاست. سرورها در حقیقت کامپیوترهای قدرتمندی هستند که شما با اتصال به آن‌ها می‌توانید دستورات خود را بر روی سرور اجرا کنید.

کامپیوترهایی که ما روزمره استفاده می‌کنیم، توانایی خیلی کمی در مقایسه با سرورها دارند، چراکه کامپیوترها برای‌آنکه قابل‌حمل باشند یا برای کاربران عادی ساخته شده باشند، وزن زیادی ندارند و داشتن یک سیستم پیشرفته تنها به هزینه آن‌ها اضافه می‌کند. به همین دلیل کامپیوترهایی که روزمره از آن‌ها استفاده می‌کنیم قدرتی به‌اندازه سرورها ندارند، البته می‌توانند کدهای ما را اجرا کنند، اما با زمان بیشتر.
حتی ممکن است اجرای کدهای ما فضای رم زیادی را اشغال کند و کامپیوتر نتواند آن را تأمین کند و درنتیجه از اجرای برنامه یا دستور باز بماند. به همین دلیل است که برای محاسبات پیچیده از سرورها استفاده می‌شود و این موضوع تنها منحصر به علوم زیستی نیست و علوم دیگری که نیاز به طراحی‌ها، مدل‌سازی یا محاسبات پیچیده دارند از این قابلیت سرور استفاده می‌کنند.

به دلیل هزینه بالای سرورها، معمولاً افراد سرور ندارند و این مراکز هستند که سرورها را برای استفاده محققین ایجاد می‌کنند. مراکز تحقیقاتی یا دانشگاهی این امکانات را در اختیار دانشجویان یا محققین خود قرار می‌دهند، اما شرکت‌های دیگری نیز هستند که سرورهای خود را به مردم اجاره می‌دهند. دراین‌بین سرورهای بین‌المللی وجود دارد که به افراد متقاضی فضای رایگان اختصاص می‌دهد. این سرورها یک فضای رم محدودی را به متقاضیان ارائه می‌کند تا بتوانند محاسبات پیچیده خود را بر روی آن انجام دهند.

Galaxy سروری است که در بیوانفورماتیک کاربرد دارد. به کمک سرور گلکسی شما می‌توانید محاسبات پیچیده خود را به کمک پلتفرمی که در اختیار شما قرار می‌دهد اجرا کنید و دیگر نیازی به داشتن یک سرور لوکال نخواهید داشت. شما با باز کردن یک اکانت بر روی این سایت، جزئی از خانواده بزرگ گلکسی شده و می‌توانید از امکانات آن استفاده کنید. همچنین به دلیل ارتباط سرور گلکسی با پایگاه‌های داده مهم، شما به‌راحتی می‌توانید با واردکردن آیدی دیتاستی که می‌خواهید روی آن کاری انجام دهید، آن دیتاست را درون سرور وارد کنید و دیگر نیازی به دانلود آن وجود ندارد.
البته اگر داده‌ای دارید که در پایگاه‌داده وارد نشده است، می‌توانید آن را در فضایی که به شما اختصاص داده شده است بارگذاری کنید. بااین‌حال، دقت کنید که فضای رم و حافظه محدودی دارید.
Galaxy یک پلت فرم منبع‌باز و مبتنی بر وب است که برای تحقیقات زیست‌پزشکی محاسباتی در دسترس قرار دارد. این سرور به کاربرانی که تجربه برنامه‌نویسی ندارند اجازه می‌دهد که پارامترهای مسئله را هرچه راحت‌تر مشخص کنند و از ابزارهای مختلف آن استفاده کند.

این به کاربران بدون تجربه برنامه‌نویسی اجازه می‌دهد تا به‌راحتی پارامترهای مدنظر خود در حل مسئله را مشخص کرده و ابزارهای دیگری نیز که برای مشخص کردن پایپ‌لاین کلی وجود دارد استفاده کنند. همچنین این سرور اطلاعات اجرا شده را جمع‌آوری می‌کند تا هر کاربر بتواند یک تحلیل محاسباتی کامل را تکرار و درک کند. در نهایت، به کاربران اجازه می‌دهد تا تجزیه‌وتحلیل‌ها را از طریق وب به اشتراک بگذارند و منتشر کنند.

NIH و NSF
هدف از یادگیری کار با سرور گلکسی این است که شما قادر باشید وارد این سرور شوید و تحلیل‌های خود را انجام دهید. چندین سرور در دنیا وجود دارد که می‌توانید در هرکدام که می‌خواهید ثبت‌نام کنید. usegalaxy.org توسط NIH و NSF پشتیبانی می‌شود. usegalaxy.eu توسط وزارت آموزش و تحقیقات فدرال آلمان و de.NBI-epi و usegalaxy.org.au نیز توسط Bioplatforms Australia و Australian Research Data Commons پشتیبانی می‌شود.
شما باید با بازکردن یک اکانت وارد سرور Galaxy شوید و داده‌ها را در آن به دو طریق زیر آپلود کنید:

• یک فایل در رایانه خود شما
• فایلی در یک دیتا استور راه دور با URL قابل‌دسترسی باشد
استفاده از ابزار در Galaxy توسط:
• دسترسی به ابزار از طریق منوی ابزار
• استفاده از رابط ابزار برای اجرای ابزار خاص
• مشاهده/دسترسی به خروجی ابزار.

همان‌طور که پیشتر نیز اشاره شد، Galaxy یک پلتفرم آنالیز مبتنی بر وب است که برای زیست‌شناسان طراحی شده است تا داده‌های خود را تحلیل کنند. شما با این ابزار می‌توانید با اکثر ابزارهای بیوانفورماتیک محبوب که قبلاً در این سرور نصب شده و آماده استفاده است کار کنید. مثلاً می‌توانید داده‌های خود را کنترل کیفیت کنید و به کمک ابزارهای موجود آن‌ها را trim کنید.

سرورهای Galaxy بسیاری در سراسر جهان وجود دارد و برخی از آنها با مجموعه ابزارها و داده‌های مرجع خاص برای آنالیز ژنومیک انسان، ژنومیک میکروبی، پروتئومیکس و غیره طراحی شده‌اند. اساساً رابط Galaxy به 3 قسمت تقسیم می‌شود؛ یعنی لیست ابزار در سمت چپ، صفحه مشاهده در وسط و آنالیز و تاریخچه داده‌ها در سمت راست.
سعی کنید برای استفاده از سرور گلکسی از فایرفاکس یا کروم استفاده کنید. بهتر است از اینترنت اکسپلورر و یا سافاری استفاده نکنید.

با افزایش حجم داده‌ها در سال‌های اخیر به کمک روش‌های توالی‌یابی و کاهش هزینه‌های این دستگاه‌ها، از RNA-seq استفاده بیشتری می‌شود چراکه دقت بیشتری نسبت به روش‌های میکرواری داشته و همچنین می‌توانید یک دید کمی هم به ما بدهد.
مراحل زیادی در آنالیز یک آزمایش RNA-Seq وجود داشته و مسیری زمان‌بر محسوب می‌شود. به کمک سرور گلکسی می‌توانید این مسیر را انجام دهید.

آنالیز با خوانش توالی (فایل‌های FASTQ) آغاز می‌شود. در صورت وجود، اینها معمولاً با ژنوم مرجع تراز می‌شوند. سپس تعداد خوانش‌های نگاشت شده به هر ژن را می‌توان شمارش کرد. این منجر به ایجاد جدولی از شمارشها می‌شود که برای آنالیز آماری به آن نیاز داریم. سپس به کمک این جدول می‌توانیم ژن‌هایی که تغییر بیان قابل‌توجهی داشته‌اند را جدا کنیم و تحلیل‌های بعدی را نیز روی آن‌ها انجام دهیم.

مطالعه صدها مطلب علمی در حوزه بیولوژی

آرشیو جدیدترین خبرهای روز دنیای بیولوژی