معرفی پایگاه های داده آنتی ژن ها و اپی توپ ها
تهدید مداوم بیماری های عفونی و همه گیری های آینده، همراه با افزایش مداوم پاتوژن های مقاوم به دارو، کشف واکسن های جدید و بهتر را ضروری می کند. برای توسعه موثر واکسن، کشف آنتی ژن و تایید آن یک پیش نیاز است. گردآوری اطلاعات مربوط به پاتوژن ها، فاکتورهای virulence و اپی توپ های آنتی ژنی منجر به ایجاد پایگاه های داده مفید بسیاری شده است.
با این حال، اکثر این پایگاههای اطلاعاتی ایمونولوژیک تقریباً منحصراً بر روی آنتیژنهایی تمرکز میکنند که اپیتوپها در آنها شناخته شدهاند و آنهایی را که اطلاعات اپی توپ برای آنها در دسترس نبود، نادیده میگیرند. بیش از 500 آنتی ژن در پایگاه داده AntigenDB گردآوری شده است. این آنتی ژن ها از 44 گونه مهم بیماری زا می آیند.
پایگاه داده ی AntigenDB، حاوی اطلاعات مربوط به توالی، ساختار، منشاء و غیره یک آنتی ژن با اطلاعات اضافی مانند اپی توپ های سلول B و T، اتصال MHC، عملکرد، بیان ژن و تغییرات پس از ترجمه، می باشد. AntigenDB همچنین پیوندهایی را به پایگاه های داده داخلی و خارجی اصلی ارائه می دهد. ما باید AntigenDB را به صورت فعال به روز کنیم و به طور منظم آنتی ژن های موجودات دیگر و ابزارهای تجزیه و تحلیل داده ها را اضافه کنیم.
واکسنهای ژنی رویکرد جدیدی برای ایمنسازی و ایمونوتراپی هستند که در آن، به جای یک ارگانیسم زنده یا غیرفعال (یا زیرواحد آن)، یک یا چند ژن که پروتئینهای پاتوژن را کد میکنند، تحویل داده میشوند. هدف از این رویکرد ایجاد مصونیت در برابر بیماری هایی است که واکسنها و درمانهای سنتی برای آنها موثر نبوده اند.
در واقع هدف اصلی بهبود واکسنها و درمان بیماریهای مزمن است. واکسنهای ژنی از پیشرفتهای ایمونولوژی و زیستشناسی مولکولی استفاده میکنند تا به طور خاص پاسخهای ایمنی (سلولی یا هومورال، یا هر دو) را در برابر آنتیژنهای انتخابی تنظیم کنند. مکانیسم های القای پاسخ های سلولی (بر خلاف هومورال) علیه یک آنتی ژن خاص مشخص شده است. واکسنهای ژنی وسیلهای برای تولید پاسخهای سلولی خاص و در عین حال تولید آنتیبادی در صورت تمایل فراهم میکنند.
علاوه بر این، با ارائه تنها ژنهایی که پروتئینهای خاصی را رمزگذاری میکنند که پاسخ ایمنی محافظتی یا درمانی در برابر آنها مورد نظر است، میتوان از محدودیتها و خطرات احتمالی برخی رویکردهای دیگر اجتناب کرد. بررسی مکانیسمهای ایمونولوژیک درگیر در طراحی واکسنهای ژنی در دست توسعه میباشد. مطالعات پیش بالینی و بالینی این واکسن ها برای کاربردهای بالینی مختلف با تمرکز بر بیماری های عفونی مورد بحث قرار گرفته است.
تنوع مولکولی ویروس ها تفسیر داده های ژنومی و پروتئومی ویروسی را پیچیده می کند. برای درک عملکرد ژن ویروسی، محققین باید با محدوده میزبان ویروس، چرخه تکثیر و ساختار ویریون آشنا باشند. هدف ما ارائه یک منبع جامع است که دانش کتاب درسی را با توالی های ژنومی و پروتئومی پیوند میدهد.
ViralZone برگههای اطلاعاتی را در مورد همه خانوادهها و جنسهای ویروس با دسترسی آسان به دادههای توالی فراهم میکند. مجموعه ای از سویه های مرجع (RefStrain) استانداردهایی را برای تعدیل افزایش تصاعدی توالیهای ویروس ارائه میدهد. علاوه بر این ViralZone مجموعه کاملی از تصاویر دقیق ویریون ارائه می دهد.
Vax-ELAN با استفاده از ابزارهای محاسباتی برای غربالگری پروتئوم های پاتوژن توسعه یافته است. Vax-ELAN پروتئینهایی را که ویژگیهای مربوطه را نشان میدهند ارزیابی و در یک فهرست کوتاه جمع آوری میکند تا آنها را به عنوان کاندیدهای احتمالی واکسن واجد شرایط کند. ویژگیهای مورد استفاده در Vax-ELAN شامل محلیسازی درون سلولی، پروتئین ترشحی-غیر ترشحی، پایداری، مکانهای برش، خاصیت چسبندگی، پیشبینی اپی توپ CTL، اتصال MHC کلاس 1، پیشبینی مارپیچ گذرنده، وزن مولکولار و واکنش با پروتئین های میزبان میباشد
از آنجایی که سیستم ایمنی به آسانی پروتئینهای سطح پاتوژن را تشخیص میدهد، پیشبینی محلیسازی درون سلولی پروتئینها به عنوان یکی از معیارهای اصلی برای طراحی یک واکسن عمل میکند. بنابراین، ما از ابزارهایی مانند PSORTb2.0، WoLF PSORT، TargetP و CELLO36,37، برای شناسایی محلی سازی پروتئین ها در غشای خارج سلولی، غشای بیرونی، سیتوپلاسمی، پری پلاسمیک و غشای داخلی استفاده کردیم.
منبع پروتئین جهانی (UniProt) یک منبع جامع برای داده های توالی پروتئین است. پایگاه داده های UniProt عبارتند از: UniProt Knowledgebase (UniProtKB)، UniProt Reference Cluster (UniRef) و UniProt Archive (UniParc). و موسسات میزبان EMBL-EBI، SIB و PIR متعهد به حفظ طولانی مدت پایگاه های داده UniProt هستند.
UniProt یک همکاری بین مؤسسه بیوانفورماتیک اروپایی (EMBL-EBI) ، مؤسسه بیوانفورماتیک سوئیس SIB و منبع اطلاعات پروتئین (PIR) است. در سراسر این سه موسسه، بیش از 100 نفر از طریق وظایف مختلف مانند مدیریت پایگاه داده، توسعه نرم افزار و پشتیبانی درگیر هستند. EMBL-EBI و SIB با هم برای تولید Swiss-Prot و TrEMBL همکاری دارند، در حالی که PIR پایگاه داده توالی پروتئین (PIR-PSD) را پایه ریزی می کند. این دو مجموعه داده با پوشش توالی پروتئین متفاوت همزیستی داشتند.
TrEMBL کتابخانه دادههای توالی نوکلئوتیدی ترجمه شده EMBL در ابتدا به این دلیل ایجاد شد که دادههای توالی با سرعتی فراتر از توانایی Swiss-Prot برای ادامهدادن تولید میشدند. در همین حال، PIR از PIR-PSD و پایگاههای داده مرتبط، از جمله iProClass، پایگاه دادهای از توالیهای پروتئین نگهداری میکرد. در سال 2002، این سه موسسه تصمیم گرفتند منابع و تخصص خود را با هم ترکیب کنند و کنسرسیوم UniProt را تشکیل دادند.