GenoCAD

GenoCAD

Первый выпуск	30 августа 2007 г. (2007-08-30)
Стабильный выпуск	2.3.1 / 11 января 2014; 6 лет назад (2014-01-11)
Репозиторий	sourceforge.net / projects / genocad /
Написано на	PHP JavaScript C++ MySQL
Тип	Компьютерный Дизайн Биоинформатика
Лицензия	Apache v2.0
Веб-сайт	genocad.com

GenoCAD - один из первых компьютерных дизайнов инструменты для синтетической биологии. Программное обеспечение представляет собой инструмент биоинформатики, разработанный и поддерживаемый GenoFAB, Inc.. GenoCAD облегчает разработку векторов экспрессии белков, искусственных генных сетей и других генетических конструкций для генной инженерии и основан на теории формальных языков. GenoCAD можно использовать онлайн, зайдя на клиентский портал GenoFAB по адресу https://genofab.com/.

• 1 История
• 2 Цели
• 3 Возможности
• 4 Теоретические основы
• 5 Альтернатив
• 6 Источники
• 7 Внешние ссылки

GenoCAD возник как ответвление попытки формализовать функциональные ограничения генетических конструкций с использованием теории формальных языков. В 2007 году веб-сайт genocad.org (ныне закрытый) был создан в качестве доказательства концепции исследователями из Вирджинского института биоинформатики, Технологического института Вирджинии. Используя веб-сайт, пользователи могли разрабатывать гены, многократно заменяя высокоуровневые генетические конструкции генетическими конструкциями более низкого уровня и, в конечном итоге, фактическими последовательностями ДНК.

31 августа 2009 года Национальный научный фонд предоставил трехлетний грант в размере 1 421 725 долларов доктору Джину Пекку, доценту Вирджинского института биоинформатики в Технологическом институте штата Вирджиния, на разработку GenoCAD. GenoCAD был и продолжает разрабатываться GenoFAB, Inc., компанией, основанной Пеккудом (в настоящее время CSO и исполняющим обязанности генерального директора ), который также был одним из авторы исходного исследования.

Исходный код GenoCAD был первоначально выпущен на Sourceforge в декабре 2009 года.

GenoCAD версии 2.0 был выпущен в ноябре 2011 года и включал возможность моделировать поведение разработанного генетического кода. Эта функция стала результатом сотрудничества с командой разработчиков COPASI.

. В апреле 2015 года Пеккоуд и его коллеги опубликовали библиотеку биологических компонентов под названием GenoLIB, которую можно включить в платформу GenoCAD.

Четыре цели проекта заключаются в разработке:

1. компьютерного языка для представления структуры синтетических молекул ДНК, используемых в E.coli, дрожжах, мыши и Arabidopsis thaliana клетки
2. компилятор, способный переводить последовательности ДНК в математические модели для предсказания закодированного фенотипа
3. совместно среда рабочего процесса, которая позволяет обмениваться деталями, проектами, производственными ресурсами
4. означает передавать результаты сообществу пользователей через внешний консультативный совет, ежегодную конференцию пользователей и работу с отраслью

Основные функции GenoCAD можно разделить на три основные категории.

• Управление генетическими последовательностями : Назначение этой группы функций - помочь пользователям идентифицировать в больших коллекциях генетических частей части, необходимые для проекта, и организовать их в библиотеках для конкретных проектов.
  • Генетические части: У частей есть уникальный идентификатор, имя и более общее описание. Они также имеют последовательность ДНК . Части связаны с грамматикой и относятся к категории частей, такой как промотор, ген и т. Д.
  • Библиотеки частей: Коллекции частей организованы в библиотеки. В некоторых случаях библиотеки деталей соответствуют деталям, импортированным из одного источника, такого как другая база данных последовательностей. В других случаях библиотеки соответствуют частям, используемым для конкретного дизайн-проекта. Детали можно перемещать из одной библиотеки в другую через область временного хранения, называемую тележкой (аналог тележки для покупок в электронной коммерции).
  • Поиск деталей: пользователи могут выполнять поиск в базе данных деталей с помощью Lucene поисковик. Доступны базовый и расширенный режимы поиска. Пользователи могут разрабатывать сложные запросы и сохранять их для дальнейшего использования.
  • Импорт / экспорт частей: части можно импортировать и экспортировать по отдельности или как целые библиотеки с использованием стандартных форматов файлов (например, GenBank, разделены табуляцией, FASTA, SBML ).
• Объединение последовательностей в генетические конструкции : цель этой группы признаков - упростить процесс объединения генетических частей в конструкции соответствует конкретной стратегии проектирования.
  • Инструмент проектирования «наведи и щелкни»: этот мастер направляет пользователя через серию проектных решений, которые определяют структуру проекта и выбор частей, включенных в
  • Управление дизайном: проекты могут быть сохранены в пользовательской рабочей области. Статусы дизайна регулярно обновляются, чтобы предупреждать пользователей о последствиях редактирования деталей для ранее сохраненных дизайнов.
  • Экспорт дизайнов: дизайны можно экспортировать с использованием стандартных форматов файлов (например, GenBank, с разделителями табуляции, FASTA ).
  • Безопасность проектирования: конструкции защищены от некоторых типов ошибок, заставляя пользователя следовать соответствующей стратегии проектирования.
  • Моделирование: последовательности, разработанные в GenoCAD, могут быть смоделированы для отображения химического производства в результирующей ячейке.
• Рабочая область пользователя : Пользователи могут персонализировать свое рабочее пространство, добавляя детали в базу данных GenoCAD, создавая специализированные библиотеки, соответствующие конкретным проектам дизайна, и сохраняя проекты на разных этапах разработки..

GenoCAD основан на теории формальных языков ; в частности, правила проектирования, описывающие, как комбинировать различные виды частей и формировать контекстно-свободные грамматики.

Контекстно-свободные грамматики могут быть определены с помощью терминалов, переменных, начальной переменной и правил подстановки. В GenoCAD терминалами грамматики являются последовательности ДНК, которые выполняют конкретную биологическую функцию (например, промотор ). Переменные менее однородны: они могут представлять более длинные последовательности, которые выполняют несколько функций, или могут представлять участок ДНК, который может содержать одну или несколько различных последовательностей ДНК, но выполнять ту же функцию (например, переменная представляет собой набор промоторов). GenoCAD включает встроенные правила замены, чтобы гарантировать биологическую жизнеспособность последовательности ДНК. Пользователи также могут определять свои собственные наборы правил для других целей.

Создание последовательности ДНК в GenoCAD во многом похоже на создание производной в контекстно-свободной грамматике. Пользователь начинает с начальной переменной и несколько раз выбирает переменную и замену для нее, пока не останутся только терминалы.

Наиболее распространенными альтернативами GenoCAD являются Proto, GEC и EuGene

• GenoCAD.com
• Страница проекта на SourceForge
• Руководства и часто задаваемые вопросы
• Peccoud Lab