Reactome — это бесплатная онлайн-база данных биологических путей . [1] [2] [3] Она вручную курируется и создается биологами с докторской степенью в сотрудничестве с редакцией Reactome. Контент имеет перекрестные ссылки на многие базы данных по биоинформатике. Цель Reactome — визуально представить биологические пути в полной механистической детализации, при этом делая исходные данные доступными в вычислительно доступном формате.
Reactome поддерживается международной многопрофильной командой из OICR, OHSU, EMBL-EBI и NYULMC, обладающей опытом в курировании и аннотировании путей, разработке программного обеспечения, обучении и работе с общественностью, которая стремится предоставить научному сообществу общедоступные знания о биологических путях. Команду Reactome возглавляют Линкольн Стайн (OICR). Питер Д'Эустачио (NYULMC), Хеннинг Хермякоб (EMBL-EBI), Гуанмин Ву (OHSU). Со службой поддержки Reactome можно связаться по электронной почте.
Веб-сайт можно использовать для просмотра путей и отправки данных в набор инструментов анализа данных. Базовые данные полностью загружаются в ряде стандартных форматов, включая PDF , SBML , Neo4j GraphDB, MySQL, PSI-MITAB и BioPAX . Диаграммы путей используют стиль на основе графической нотации системной биологии ( SBGN ) описания процессов (PD) .
Основной единицей модели данных Reactome является реакция. Сущности (нуклеиновые кислоты, белки, комплексы и малые молекулы), участвующие в реакциях, образуют сеть биологических взаимодействий и группируются в пути. Примерами биологических путей в Reactome являются сигнальная трансдукция, врожденная и приобретенная иммунная функция, транскрипционная регуляция, программируемая клеточная смерть и классический промежуточный метаболизм.
Пути, представленные в Reactome, являются видоспецифичными, причем каждый шаг пути подкреплен литературными ссылками, которые содержат экспериментальную проверку представленного процесса. Если экспериментальной проверки с использованием человеческих реагентов не существует, пути могут содержать шаги, вручную выведенные из нечеловеческих экспериментальных деталей, но только если эксперт-биолог, названный Автором пути, и второй биолог, названный Рецензентом, согласны с тем, что это допустимый вывод. Человеческие пути используются для вычислительного генерирования с помощью процесса на основе ортологии производных путей в других организмах.
Релизы базы данных Reactome происходят ежеквартально.
В Reactome биологические процессы человека аннотируются путем разбиения их на серии молекулярных событий. Подобно классическим химическим реакциям, каждое событие Reactome имеет входные физические сущности (субстраты), которые взаимодействуют, возможно, с помощью ферментов или других молекулярных катализаторов, для генерации выходных физических сущностей (продуктов).
Реакции включают классические химические взаимопревращения промежуточного метаболизма, события связывания, образование комплексов, транспортные события, которые направляют молекулы между клеточными отсеками, и такие события, как активация белка путем расщепления одной или нескольких его пептидных связей. Отдельные события могут быть сгруппированы в пути.
Физические сущности могут быть небольшими молекулами, такими как глюкоза или АТФ, или большими молекулами, такими как ДНК, РНК и белки, закодированными напрямую или косвенно в геноме человека. Физические сущности имеют перекрестные ссылки на соответствующие внешние базы данных, такие как UniProt для белков и ChEBI для малых молекул. Локализация молекул в субклеточных компартментах является ключевой особенностью регуляции биологических процессов человека, поэтому молекулы в базе данных Reactome связаны с определенными локациями. Таким образом, в Reactome экземпляры одной и той же химической сущности в разных локациях (например, внеклеточная глюкоза и цитозольная глюкоза) рассматриваются как отдельные химические сущности.
Контролируемые словари Gene Ontology используются для описания субклеточного расположения молекул и реакций, молекулярных функций и более крупных биологических процессов, частью которых является конкретная реакция.
База данных содержит курируемые аннотации, которые охватывают разнообразный набор тем в молекулярной и клеточной биологии . Подробную информацию о темах аннотаций можно найти в содержании. Подробную информацию о текущих и будущих проектах аннотаций можно найти в календаре проектов аннотаций.
Reactome приглашает биологических экспертов в качестве рецензентов для завершенных путей, готовых к внешнему обзору. Рецензентам будет присвоено авторство или рецензирование для вкладов. Каждый путь связан с DOI и может быть процитирован как публикация. Вклады Reactome можно легко заявить с помощью функции подачи заявок ORCID.
Содержимое пути на Reactome доступно для бесплатной загрузки в нескольких форматах данных и изображений. Reactome — это полностью открытый доступ и открытый исходный код . Использование материалов Reactome регулируется двумя лицензиями Creative Commons. Условия лицензии Creative Commons Public Domain (CC0) применяются ко всем файлам аннотаций Reactome, например, данным сопоставления идентификаторов, специализированным файлам данных и данным взаимодействия, полученным из Reactome. Условия лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) применяются ко всему программному обеспечению и коду, например, относящимся к функциональности reactome.org, производным веб-сайтам и веб-сервисам, инструменту куратора, приложению функционального взаимодействия, дампам данных SQL и графических баз данных, а также иллюстрациям пути (улучшенным высокоуровневым диаграммам), библиотеке значков, художественным и брендинговым материалам. Reactome можно цитировать с использованием их основных публикаций или отдельных путей или изображений.
На сайте имеются инструменты для просмотра интерактивной схемы пути, выполнения картирования пути и анализа сверхпредставленности пути, а также для наложения данных экспрессии на пути Reactome. Инструменты картирования пути и сверхпредставленности берут один столбец идентификаторов белков/соединений, предпочтительными являются Uniprot и ChEBI, но интерфейс будет принимать и интерпретировать многие другие идентификаторы или символы. Можно использовать смешанные идентификаторы. Результаты сверхпредставленности представлены в виде списка статистически сверхпредставленных путей.
Данные об экспрессии представлены в многостолбцовом формате, первый столбец идентифицирует белок, дополнительные столбцы, как ожидается, будут числовыми значениями экспрессии, они могут быть фактически любым числовым значением, например, дифференциальная экспрессия, количественная протеомика, оценки GWAS. Данные об экспрессии представлены в виде раскрашивания соответствующих белков на диаграммах путей с использованием цветов видимого спектра, поэтому «горячие» красные цвета представляют высокие значения. Если представлено несколько столбцов числовых данных, инструмент наложения может отображать их как отдельные «эксперименты», например, временные точки или прогрессирование заболевания.
Базу данных можно просматривать и искать как онлайн-учебник. [4] Доступно онлайн-руководство для пользователей. Пользователи также могут загрузить текущий набор данных или отдельные пути и реакции в различных форматах, включая PDF, BioPAX и SBML [5]
Reactome также имеет инструмент ReactomeGSA [6] , интегрированный в Reactome Analysis Tools, который позволяет проводить сравнительный анализ путей наборов данных мульти-омики с совместимостью с данными РНК-секвенирования отдельных клеток. Публичные данные из EBI Expression Atlas, Single Cell Expression Atlas и данные NCBI GREIN GEO могут быть интегрированы в анализ. ReactomeGSA также доступен как пакет R Bioconductor.
Reactome также имеет веб-портал ReactomeIDG [7] , с 2023 года, направленный на размещение темных белков в контексте вручную курируемых, высоконадежных путей Reactome, чтобы облегчить понимание функций и прогнозирование терапевтического потенциала темных или недостаточно изученных белков. Расширенные функции визуализации, реализованные на портале, позволяют пользователям исследовать функциональные контексты для темных белков на основе тканеспецифической экспрессии генов или белков, взаимодействий лекарств с мишенями или парных отношений белков или генов в исходных диаграммах системной биологической нотации (SBGN) Reactome или в новом упрощенном сетевом представлении путей функционального взаимодействия (FI).
ReactomeFIViz — это приложение Cytoscape, разработанное для поиска путей и сетевых моделей, связанных с заболеваниями. Приложение получает доступ к путям Reactome, выполняет анализ обогащения путей для набора генов, визуализирует пути попадания и исследует функциональные связи между генами в путях попадания. Приложение также получает доступ к сети Reactome Functional Interaction (FI). [8]
Существует несколько Реактомов, которые концентрируются на конкретных организмах, крупнейший из них посвящен биологии человека и описан на этой странице.
См. Растительный Реактом.
Другие базы данных молекулярных путей