أداة جديدة لعلم البيانات تعمل على تسريع التحليل الجزيئي لبيئتنا بشكل كبير

قام فريق بحثي بقيادة علماء من جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد، بتطوير سير عمل حسابي لتحليل مجموعات كبيرة من البيانات في مجال علم الأيض، ودراسة الجزيئات الصغيرة الموجودة داخل الخلايا والسوائل الحيوية والأنسجة والنظم البيئية بأكملها.

في الآونة الأخيرة، طبق الفريق هذه الأداة الحسابية الجديدة لتحليل الملوثات في مياه البحر في جنوب كاليفورنيا. تمكن الفريق بسرعة من التقاط الملفات الكيميائية للبيئات الساحلية وسلط الضوء على مصادر التلوث المحتملة.

قال دانييل بيتراس، الأستاذ المساعد في الكيمياء الحيوية في جامعة كاليفورنيا ريفرسايد، والذي قاد فريق البحث: “نحن مهتمون بفهم كيفية إدخال مثل هذه الملوثات في النظام البيئي”. “إن معرفة الجزيئات في المحيط المهمة لصحة البيئة ليس بالأمر السهل بسبب التنوع الكيميائي الهائل في المحيط. البروتوكول الذي طورناه يسرع هذه العملية بشكل كبير. إن الفرز الأكثر كفاءة للبيانات يعني أنه يمكننا فهم المشاكل المتعلقة بتلوث المحيط بشكل أسرع”.

أفاد بيتراس وزملاؤه في مجلة Nature Protocols أن بروتوكولهم مصمم ليس فقط للباحثين ذوي الخبرة ولكن أيضًا لأغراض تعليمية، مما يجعله موردًا مثاليًا للطلاب والعلماء في بداية حياتهم المهنية. يرافق سير العمل الحسابي هذا تطبيق ويب يمكن الوصول إليه بواجهة مستخدم رسومية تجعل تحليل بيانات علم الأيض متاحًا لغير الخبراء وتمكنهم من اكتساب رؤى إحصائية حول بياناتهم في غضون دقائق.

قال المؤلف المشارك مينجكسون وانج، أستاذ مساعد في علوم الكمبيوتر والهندسة في جامعة كاليفورنيا ريفيرسايد، “هذه الأداة متاحة لمجموعة واسعة من الباحثين، من المبتدئين إلى الخبراء، وهي مصممة للاستخدام جنبًا إلى جنب مع برنامج الشبكات الجزيئية الذي تطوره مجموعتي”. “بالنسبة للمبتدئين، تسهل الإرشادات والرمز الذي نقدمه فهم خطوات معالجة البيانات وتحليلها الشائعة. بالنسبة للخبراء، فإنه يسرع تحليل البيانات القابلة للتكرار، مما يمكنهم من مشاركة سير عمل تحليل البيانات الإحصائية ونتائجها”.

أوضح بيتراس أن ورقة البحث فريدة من نوعها، حيث تعمل كمورد تعليمي كبير منظم من خلال مجموعة بحثية افتراضية تسمى Virtual Multiomics Lab، أو VMOL. مع أكثر من 50 عالمًا مشاركًا من جميع أنحاء العالم، يعد VMOL مجتمعًا مفتوح الوصول. ويهدف إلى تبسيط عملية التحليل الكيميائي وجعلها متاحة للباحثين في جميع أنحاء العالم، بغض النظر عن خلفيتهم أو مواردهم.

ويتوقع بيتراس أن يكون البروتوكول مفيدًا بشكل خاص للباحثين البيئيين وكذلك العلماء العاملين في المجال الطبي الحيوي والباحثين الذين يقومون بدراسات سريرية في علم الميكروبيوم.