Геномика бактериальных популяций с открытым доступом: программное обеспечение BIGSdb, веб-сайт PubMLST.org и их применение

На веб-сайте PubMLST.org размещена коллекция открытых курируемых баз данных, объединяющих данные о последовательностях популяций со сведениями о происхождении образцов и фенотипах более чем 100 видов и родов микроорганизмов. Хотя сайт PubMLST был создан в рамках разработки первой схемы мультилокусного типирования последовательностей (MLST) в 1998 году, используемое им программное обеспечение — база данных геномных последовательностей бактериальных изолятов (Bacterial Isolate Genome Sequence database, BIGSdb), опубликованная в 2010 году, — позволяет включать данные всех уровней, от последовательностей отдельных генов до полностью собранных и завершённых геномов. В статье описаны усовершенствования программного обеспечения BIGSdb, выполненные с момента публикации до июня 2018 года, и показано, как эта платформа реализует геномику микробных популяций в широком спектре прикладных задач. Система основана на анализе генома по принципу «ген за геном»: каждая загруженная последовательность аннотируется и проходит курирование для выявления присутствующих генов и систематического каталогизирования их вариабельности. Первоначально предназначенная для характеристики изолятов с помощью типировочных схем, система объединяет последовательности и сведения о генетической вариабельности с данными о происхождении образцов и фенотипах, обеспечивая масштабное изучение широкого круга функциональных вопросов, включая прогнозирование устойчивости к противомикробным препаратам, вероятной перекрёстной реактивности с вакцинными антигенами и функциональных свойств различных вариантов, определяющих ключевые фенотипы. Число последовательностей, генетических локусов, аллельных вариантов и схем — сочетаний локусов — не ограничено, поэтому каждая база данных может представлять постоянно расширяющийся каталог генетической вариабельности соответствующей популяции. Помимо веб-доступных средств анализа и интеграции со сторонними инструментами анализа и визуализации, программное обеспечение BIGSdb включает RESTful API, обеспечивающий сторонним приложениям и конвейерам анализа данных доступ ко всем базовым данным.