В недавней статье в журнале Nature Communications международная группа из нескольких лабораторий демонстрирует новый программный инструмент, «erccdashboard», для оценки эффективности экспериментальных методов, используемых для изучения экспрессии генов. Инструмент анализа разработан для использования с элементами управления добавлением РНК, разработанными Консорциумом внешних элементов управления РНК (ERCC *), размещенным в NIST. Эти контроли ERCC производятся из библиотеки последовательностей ДНК для внешних контролей РНК (стандартный справочный материал 2374), выпущенной агентством в 2013 году.
«В экспериментах по экспрессии генов ученые пытаются понять, как биологическая активность клетки возникает из генетической информации, содержащейся в ее геноме, путем одновременного количественного определения тысяч молекул РНК, экспрессируемых этим геномом», — говорит Сара Манро, ведущий автор статьи в Nature Communications.
Манро говорит, что проверка, предоставляемая erccdashboard, необходима для обеспечения воспроизводимости этих сложных экспериментов. «Результаты экспериментов по экспрессии генов часто используются при принятии медицинских решений, например, для определения того, какой препарат лучше всего подходит для конкретного пациента», — объясняет она. «Наш новый программный инструмент дает исследователям возможность оценивать эффективность своих методов для любого эксперимента, оценивать повторяемость и воспроизводимость экспериментов во времени и между лабораториями, а также обеспечивать уверенность в том, что результатам можно доверять."
Erccdashboard обеспечивает первый стандартизированный подход для любой лаборатории к оценке качества анализа экспрессии генов. Контрольные материалы ERCC взяты из NIST SRM 2374, который состоит из 96 различных молекул ДНК, каждая из которых имеет определенную сертифицированную последовательность гена. Отдельные молекулы РНК, полученные из этой ДНК, могут быть смешаны вместе в «коктейль» определенных пропорций, а затем использованы для «взбивания» биологических образцов молекул РНК. Молекулы "всплеска" РНК действуют как контроли для проверки технических характеристик эксперимента.
Чтобы не мешать измерениям образцов молекул РНК, последовательности контрольной РНК ERCC разработаны таким образом, чтобы они отличались от последовательностей РНК, обнаруженных в типах клеток млекопитающих, которые изучают многие исследователи, таких как клетки человека или мыши.
Раньше, говорит Манро, не существовало стандартного, независимого от технологии подхода к анализу данных, полученных в результате экспериментов по экспрессии генов. «Контрольные материалы ERCC сделали возможной разработку нашего нового инструмента проверки методов, erccdashboard», — объясняет она.
По словам Манро, новое программное обеспечение NIST предоставляет биологам простой механизм «под ключ» для оценки любого эксперимента по экспрессии генов. «Его показатели производительности разработаны так, чтобы не зависеть от типа технологии измерения, используемой в эксперименте, поэтому результаты можно сравнивать по мере того, как технологии улучшаются с течением времени», — говорит она. "Использование панели инструментов позволит воспроизводить результаты исследований и не позволит исследователям делать ошибочные выводы на основе экспериментальных данных низкого качества."
Манро говорит, что следующей целью команды NIST, разработавшей приборную панель, является применение программного обеспечения для анализа нового набора управляющих молекул РНК, который в настоящее время разрабатывает ERCC. В конце концов, команда планирует расширить инструмент для использования с измерениями белка.
Бесплатное для пользователей программное обеспечение erccdashboard представляет собой открытый исходный код, написанный на статистическом языке R. Его можно загрузить из репозитория Bioconductor и легко включить в другие пакеты программного обеспечения для анализа.
* ERCC, что означает Консорциум внешнего контроля РНК, является инициированным отраслью консорциумом, размещенным в NIST, в который входят представители более 90 международных фармацевтических, диагностических, биотехнологических, академических, клинических и государственных организаций.
ERCC отвечает за разработку согласованных и протестированных контролей РНК для использования в анализах экспрессии генов.