UGENE

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск
UGENE
Тип

Биоинформационная программа

Разработчик

Унипро

Написана на

C++, Qt

Операционная система

Кроссплатформенное программное обеспечение

Языки интерфейса

русский, английский

Последняя версия

1.25 (07 октября 2016 года)

Лицензия

GPL

Сайт

[ugene.net et]

UGENEUGENE

UGENE — свободное биоинформационное программное обеспечение.[1]

UGENE может работать на персональном компьютере с Windows, Mac OS X или Linux.

UGENE предоставляет графический интерфейс для работы с последовательностями, аннотациями, множественными выравниваниями, филогенетическими деревьями, данными секвенирования (NGS) и т.д. Данные могут храниться как локально (на персональном компьютере), так и в общем хранилище (в базе данных лаборатории).

В состав UGENE включены десятки популярных биоинформационных алгоритмов и инструментов, а также собственные разработки для работы с этими данными в контексте геномики, эволюционной биологии, вирусологии и других дисциплин. Для всех инструментов также предоставляется графический интерфейс, что облегчает анализ этих данных биологами без опыта программирования.

UGENE предоставляет возможность потокового анализа большого количества данных с помощью “Дизайнера вычислительных схем”. Вычислительная схема при этом составляется из различных блоков: считывания данных, применения встроенных алгоритмов/инструментов, записи данных. При необходимости, в схему могут быть добавлены блоки произвольных инструментов командной строки, скриптовые блоки и т. п. В дизайнере имеются уже готовые примеры схем (для аннотирования последовательностей, конвертирования форматов, анализа данных секвенирования и другие).

Помимо графического интерфейса UGENE предоставляет интерфейс командной строки. В частности, составленная в дизайнере вычислительная схема также может быть запущена из командной строки.

Чтобы обеспечить максимальное быстродействие вычислений, UGENE использует возможности многоядерных ЦПУ и графических процессоров для оптимизации некоторых вычислительных задач.





Основные возможности

Ниже представлены основные возможности продукта:

Редактор последовательностей

Редактор последовательностей (“Sequence View”) позволяет отображать, анализировать и редактировать нуклеотидные или аминокислотные последовательности. Также, для различных типов данных, в окне редактора последовательностей поддерживаются дополнительные возможности визуализации:

  • Отображение 3D структуры белка
  • Отображение кольцевых ДНК
  • Хроматограммы
  • Графики (GC-контент, AG-контент и другие)
  • Отображение точечных графиков для ДНК последовательностей (dotplot)

Редактор множественных выравниваний

Редактор множественных выравниваний (“Alignment Editor”) позволяет работать с несколькими нуклеотидными или аминокислотными - выравнивать их, редактировать вручную, анализировать, сохранять консенсус, строить филогенетические деревья и др.

Редактор филогенетических деревьев

Редактор филогенетических деревьев (“Phylogenetic Tree Viewer”) позволяет отображать и редактировать филогенетические деревья. Имеется возможность синхронизации дерева и множественного выравнивания, по которому оно построено.

Дизайнер вычислительных схем UGENE

Дизайнер вычислительных схем позволяет составлять и запускать многошаговые вычислительные схемы. Отличительное качество дизайнера вычислительных схем UGENE заключается в том, что схемы исполняются на локальном компьютере пользователя, что снимает накладные расходы по загрузке данных на сервер.

Каждая схема состоит из вычислительных элементов. Дизайнер содержит элементы для большинства алгоритмов, интегрированных в UGENE. Также имеется возможность создавать собственные элементы, например на основе произвольной программы, запускаемой из командной строки. Вычислительную схему можно сохранить для последующего многократного использования или для передачи другому пользователю.

Созданную вычислительную схему можно запускать используя графический пользовательский интерфейс или интерфейс командной строки. Графический интерфейс предоставляет функции по контролю исполнения схемы: отображение результатов, сохранение параметров, отображение ошибок и пр.

Встроенная библиотека содержит готовые схемы для конвертации, фильтрации и аннотирования данных. В сотрудничестве с [www.niaid.nih.gov/Pages/default.aspx NIH NIAID], были разработаны схемы для анализа NGS данных (поиск мутаций, ChIP-seq, RNA-seq).

Assembly Browser

Создание Assembly Browser началось в 2010 году в качестве проекта-участника конкурса [www.illumina.com/idea Illumina iDEA Challenge 2011]. Assembly Browser позволяет визуализировать и изучать большие (до сотен миллионов коротких прочтений) данные полногеномного секвенирования. Поддерживаются форматы: ACE, [samtools.sourceforge.net/SAM1.pdf SAM] и его бинарная версия BAM. Для просмотра данных в UGENE входной файл должен быть сконвертирован в собственный формат UGENE. Такой подход обладает как преимуществами, так и недостатками. Недостатками являются время конвертирования, которое может быть значительным для больших файлов, а также размер баз данных. С другой стороны, конвертирование позволяет удобно обозревать всю сборку целиком, перемещаться по сборке и быстро переходить к плотно покрытым регионам.

Поддерживаемые форматы биологических данных

  • Последовательности и аннотации: FASTA (.fa), GenBank (.gb), EMBL (.emb), GFF (.gff), GTF (.gtf), BED (.bed), PDW (.pdw)
  • Множественные выравнивания: Clustal (.aln), MSF (.msf), Stockholm (.sto), Nexus (.nex), PHYLIP (.phy)
  • 3D структуры белка: PDB (.pdb), [www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/MMDB/mmdb.shtml MMDB] (.prt)
  • Хроматограммы: ABIF (.abi), SCF (.scf)
  • Короткие последовательности: Sequence Alignment/Map (SAM) (.sam), бинарная версия SAM (BAM) (.bam), ACE (.ace), FASTQ (.fastq)
  • Филогенетические деревья: Newick (.nwk), NEXUS (.nex)
  • Некоторые другие форматы: Bairoch (информация о ферментах), HMM (HMMER профили), PWM и PFM (весовые матрицы), SNP и VCF4 (геномные вариации)

Цикл выпуска

Разработка проекта ведется компанией [unipro.ru/ «Унипро»] с головным офисом в Академгородке Новосибирска. Каждая итерация длится приблизительно от 1го до 2х месяцев, после чего выпускается очередная версия. Пользователям также доступны промежуточные предрелизные сборки.

Возможности, которые будут включены в следующие версии во многом определяются запросами со стороны пользователей.

Награды

В 2010 году UGENE[3] был признан [www.linuxformat.ru/foss-contest#foss2010-results «Лучшим свободным проектом России — 2010»] в категории «Групповой проект» в конкурсе журнала Linux Format.

Также, в 2010 году UGENE занял третье место во [www.rusnano.com/Post.aspx/Show/28756 «Всероссийском ежегодном конкурсе проектов в сфере высокопроизводительных вычислений (High Performance Computing)»], поддерживаемом корпорациями Роснано и Intel.

В 2008 году проекту оптимизации алгоритма HMMER в UGENE было присуждено первое место на [www.t-platforms.ru/ru/about/allnews/newsarchive/87--l-r-powerxcell-8i.html «Конкурсе по разработке программного обеспечения для процессора PowerXCell 8i»], проводимого компанией [www.t-platforms.ru/ «Т-Платформы»].

Напишите отзыв о статье "UGENE"

Литература

  1. ↑ Okonechnikov, K.; Golosova, O.; Fursov, M.; the UGENE team (2012). «[bioinformatics.oxfordjournals.org/content/early/2012/02/24/bioinformatics.bts091.abstract Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit]». Bioinformatics. DOI:10.1093/bioinformatics/bts091.
  2. ↑ Vaskin, Y.; Khomicheva, I.; Ignatieva, E.; Vityaev, E.; (2012). «[www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22935964 ExpertDiscovery and UGENE integrated system for intelligent analysis of regulatory regions of genes]». In Silico Biology. DOI:10.3233/ISB-2012-0448.
  3. ↑ Васькин, Ю.; Данилова, Ю.; (2013). «[sciencefirsthand.ru/c49_01_06.shtml Свободный дух биоинформатики]». Наука из первых рук.

Аналогичное программное обеспечение

  • [www.csc.fi/english/research/sciences/bioscience/programs/ds Discovery Studio]
  • [www.dna20.com/genedesigner2/ Gene Designer]
  • [www.invitrogen.com/site/us/en/home/LINNEA-Online-Guides/LINNEA-Communities/Vector-NTI-Community/vector-nti-software.html Vector NTI]
  • [www.geneious.com/ Geneious]
  • [usegalaxy.org/ Galaxy]
  • [www.clcbio.com/main CLC Main Workbench]
  • [www.macvector.com/ MacVector]
  • [www.crimsonbase.com/ QuickGene]
  • [www.biology.utah.edu/jorgensen/wayned/ape/ Ape]
  • [www.serialbasics.com/Serial_Cloner.html SerialCloner]

Ссылки

  • [ugene.unipro.ru/ Домашняя страница UGENE]
  • [ugene.unipro.ru/forum Форум UGENE]
  • www.linuxformat.ru/foss-contest#foss2010-results
  • www.t-platforms.ru/ru/about/allnews/newsarchive/87--l-r-powerxcell-8i.html
  • www.rusnano.com/Post.aspx/Show/28756

Отрывок, характеризующий UGENE

Въехав на гору и выехав в небольшую улицу деревни, Пьер увидал в первый раз мужиков ополченцев с крестами на шапках и в белых рубашках, которые с громким говором и хохотом, оживленные и потные, что то работали направо от дороги, на огромном кургане, обросшем травою.
Одни из них копали лопатами гору, другие возили по доскам землю в тачках, третьи стояли, ничего не делая.
Два офицера стояли на кургане, распоряжаясь ими. Увидав этих мужиков, очевидно, забавляющихся еще своим новым, военным положением, Пьер опять вспомнил раненых солдат в Можайске, и ему понятно стало то, что хотел выразить солдат, говоривший о том, что всем народом навалиться хотят. Вид этих работающих на поле сражения бородатых мужиков с их странными неуклюжими сапогами, с их потными шеями и кое у кого расстегнутыми косыми воротами рубах, из под которых виднелись загорелые кости ключиц, подействовал на Пьера сильнее всего того, что он видел и слышал до сих пор о торжественности и значительности настоящей минуты.


Пьер вышел из экипажа и мимо работающих ополченцев взошел на тот курган, с которого, как сказал ему доктор, было видно поле сражения.
Было часов одиннадцать утра. Солнце стояло несколько влево и сзади Пьера и ярко освещало сквозь чистый, редкий воздух огромную, амфитеатром по поднимающейся местности открывшуюся перед ним панораму.
Вверх и влево по этому амфитеатру, разрезывая его, вилась большая Смоленская дорога, шедшая через село с белой церковью, лежавшее в пятистах шагах впереди кургана и ниже его (это было Бородино). Дорога переходила под деревней через мост и через спуски и подъемы вилась все выше и выше к видневшемуся верст за шесть селению Валуеву (в нем стоял теперь Наполеон). За Валуевым дорога скрывалась в желтевшем лесу на горизонте. В лесу этом, березовом и еловом, вправо от направления дороги, блестел на солнце дальний крест и колокольня Колоцкого монастыря. По всей этой синей дали, вправо и влево от леса и дороги, в разных местах виднелись дымящиеся костры и неопределенные массы войск наших и неприятельских. Направо, по течению рек Колочи и Москвы, местность была ущелиста и гориста. Между ущельями их вдали виднелись деревни Беззубово, Захарьино. Налево местность была ровнее, были поля с хлебом, и виднелась одна дымящаяся, сожженная деревня – Семеновская.
Все, что видел Пьер направо и налево, было так неопределенно, что ни левая, ни правая сторона поля не удовлетворяла вполне его представлению. Везде было не доле сражения, которое он ожидал видеть, а поля, поляны, войска, леса, дымы костров, деревни, курганы, ручьи; и сколько ни разбирал Пьер, он в этой живой местности не мог найти позиции и не мог даже отличить ваших войск от неприятельских.
«Надо спросить у знающего», – подумал он и обратился к офицеру, с любопытством смотревшему на его невоенную огромную фигуру.
– Позвольте спросить, – обратился Пьер к офицеру, – это какая деревня впереди?
– Бурдино или как? – сказал офицер, с вопросом обращаясь к своему товарищу.
– Бородино, – поправляя, отвечал другой.
Офицер, видимо, довольный случаем поговорить, подвинулся к Пьеру.
– Там наши? – спросил Пьер.
– Да, а вон подальше и французы, – сказал офицер. – Вон они, вон видны.
– Где? где? – спросил Пьер.
– Простым глазом видно. Да вот, вот! – Офицер показал рукой на дымы, видневшиеся влево за рекой, и на лице его показалось то строгое и серьезное выражение, которое Пьер видел на многих лицах, встречавшихся ему.
– Ах, это французы! А там?.. – Пьер показал влево на курган, около которого виднелись войска.
– Это наши.
– Ах, наши! А там?.. – Пьер показал на другой далекий курган с большим деревом, подле деревни, видневшейся в ущелье, у которой тоже дымились костры и чернелось что то.
– Это опять он, – сказал офицер. (Это был Шевардинский редут.) – Вчера было наше, а теперь его.
– Так как же наша позиция?
– Позиция? – сказал офицер с улыбкой удовольствия. – Я это могу рассказать вам ясно, потому что я почти все укрепления наши строил. Вот, видите ли, центр наш в Бородине, вот тут. – Он указал на деревню с белой церковью, бывшей впереди. – Тут переправа через Колочу. Вот тут, видите, где еще в низочке ряды скошенного сена лежат, вот тут и мост. Это наш центр. Правый фланг наш вот где (он указал круто направо, далеко в ущелье), там Москва река, и там мы три редута построили очень сильные. Левый фланг… – и тут офицер остановился. – Видите ли, это трудно вам объяснить… Вчера левый фланг наш был вот там, в Шевардине, вон, видите, где дуб; а теперь мы отнесли назад левое крыло, теперь вон, вон – видите деревню и дым? – это Семеновское, да вот здесь, – он указал на курган Раевского. – Только вряд ли будет тут сраженье. Что он перевел сюда войска, это обман; он, верно, обойдет справа от Москвы. Ну, да где бы ни было, многих завтра не досчитаемся! – сказал офицер.
Старый унтер офицер, подошедший к офицеру во время его рассказа, молча ожидал конца речи своего начальника; но в этом месте он, очевидно, недовольный словами офицера, перебил его.
– За турами ехать надо, – сказал он строго.
Офицер как будто смутился, как будто он понял, что можно думать о том, сколь многих не досчитаются завтра, но не следует говорить об этом.
– Ну да, посылай третью роту опять, – поспешно сказал офицер.
– А вы кто же, не из докторов?
– Нет, я так, – отвечал Пьер. И Пьер пошел под гору опять мимо ополченцев.
– Ах, проклятые! – проговорил следовавший за ним офицер, зажимая нос и пробегая мимо работающих.
– Вон они!.. Несут, идут… Вон они… сейчас войдут… – послышались вдруг голоса, и офицеры, солдаты и ополченцы побежали вперед по дороге.
Из под горы от Бородина поднималось церковное шествие. Впереди всех по пыльной дороге стройно шла пехота с снятыми киверами и ружьями, опущенными книзу. Позади пехоты слышалось церковное пение.
Обгоняя Пьера, без шапок бежали навстречу идущим солдаты и ополченцы.
– Матушку несут! Заступницу!.. Иверскую!..
– Смоленскую матушку, – поправил другой.
Ополченцы – и те, которые были в деревне, и те, которые работали на батарее, – побросав лопаты, побежали навстречу церковному шествию. За батальоном, шедшим по пыльной дороге, шли в ризах священники, один старичок в клобуке с причтом и певчпми. За ними солдаты и офицеры несли большую, с черным ликом в окладе, икону. Это была икона, вывезенная из Смоленска и с того времени возимая за армией. За иконой, кругом ее, впереди ее, со всех сторон шли, бежали и кланялись в землю с обнаженными головами толпы военных.
Взойдя на гору, икона остановилась; державшие на полотенцах икону люди переменились, дьячки зажгли вновь кадила, и начался молебен. Жаркие лучи солнца били отвесно сверху; слабый, свежий ветерок играл волосами открытых голов и лентами, которыми была убрана икона; пение негромко раздавалось под открытым небом. Огромная толпа с открытыми головами офицеров, солдат, ополченцев окружала икону. Позади священника и дьячка, на очищенном месте, стояли чиновные люди. Один плешивый генерал с Георгием на шее стоял прямо за спиной священника и, не крестясь (очевидно, пемец), терпеливо дожидался конца молебна, который он считал нужным выслушать, вероятно, для возбуждения патриотизма русского народа. Другой генерал стоял в воинственной позе и потряхивал рукой перед грудью, оглядываясь вокруг себя. Между этим чиновным кружком Пьер, стоявший в толпе мужиков, узнал некоторых знакомых; но он не смотрел на них: все внимание его было поглощено серьезным выражением лиц в этой толпе солдат и оиолченцев, однообразно жадно смотревших на икону. Как только уставшие дьячки (певшие двадцатый молебен) начинали лениво и привычно петь: «Спаси от бед рабы твоя, богородице», и священник и дьякон подхватывали: «Яко вси по бозе к тебе прибегаем, яко нерушимой стене и предстательству», – на всех лицах вспыхивало опять то же выражение сознания торжественности наступающей минуты, которое он видел под горой в Можайске и урывками на многих и многих лицах, встреченных им в это утро; и чаще опускались головы, встряхивались волоса и слышались вздохи и удары крестов по грудям.
Толпа, окружавшая икону, вдруг раскрылась и надавила Пьера. Кто то, вероятно, очень важное лицо, судя по поспешности, с которой перед ним сторонились, подходил к иконе.
Это был Кутузов, объезжавший позицию. Он, возвращаясь к Татариновой, подошел к молебну. Пьер тотчас же узнал Кутузова по его особенной, отличавшейся от всех фигуре.
В длинном сюртуке на огромном толщиной теле, с сутуловатой спиной, с открытой белой головой и с вытекшим, белым глазом на оплывшем лице, Кутузов вошел своей ныряющей, раскачивающейся походкой в круг и остановился позади священника. Он перекрестился привычным жестом, достал рукой до земли и, тяжело вздохнув, опустил свою седую голову. За Кутузовым был Бенигсен и свита. Несмотря на присутствие главнокомандующего, обратившего на себя внимание всех высших чинов, ополченцы и солдаты, не глядя на него, продолжали молиться.
Когда кончился молебен, Кутузов подошел к иконе, тяжело опустился на колена, кланяясь в землю, и долго пытался и не мог встать от тяжести и слабости. Седая голова его подергивалась от усилий. Наконец он встал и с детски наивным вытягиванием губ приложился к иконе и опять поклонился, дотронувшись рукой до земли. Генералитет последовал его примеру; потом офицеры, и за ними, давя друг друга, топчась, пыхтя и толкаясь, с взволнованными лицами, полезли солдаты и ополченцы.


Покачиваясь от давки, охватившей его, Пьер оглядывался вокруг себя.
– Граф, Петр Кирилыч! Вы как здесь? – сказал чей то голос. Пьер оглянулся.
Борис Друбецкой, обчищая рукой коленки, которые он запачкал (вероятно, тоже прикладываясь к иконе), улыбаясь подходил к Пьеру. Борис был одет элегантно, с оттенком походной воинственности. На нем был длинный сюртук и плеть через плечо, так же, как у Кутузова.
Кутузов между тем подошел к деревне и сел в тени ближайшего дома на лавку, которую бегом принес один казак, а другой поспешно покрыл ковриком. Огромная блестящая свита окружила главнокомандующего.
Икона тронулась дальше, сопутствуемая толпой. Пьер шагах в тридцати от Кутузова остановился, разговаривая с Борисом.
Пьер объяснил свое намерение участвовать в сражении и осмотреть позицию.
– Вот как сделайте, – сказал Борис. – Je vous ferai les honneurs du camp. [Я вас буду угощать лагерем.] Лучше всего вы увидите все оттуда, где будет граф Бенигсен. Я ведь при нем состою. Я ему доложу. А если хотите объехать позицию, то поедемте с нами: мы сейчас едем на левый фланг. А потом вернемся, и милости прошу у меня ночевать, и партию составим. Вы ведь знакомы с Дмитрием Сергеичем? Он вот тут стоит, – он указал третий дом в Горках.
– Но мне бы хотелось видеть правый фланг; говорят, он очень силен, – сказал Пьер. – Я бы хотел проехать от Москвы реки и всю позицию.
– Ну, это после можете, а главный – левый фланг…
– Да, да. А где полк князя Болконского, не можете вы указать мне? – спросил Пьер.
– Андрея Николаевича? мы мимо проедем, я вас проведу к нему.
– Что ж левый фланг? – спросил Пьер.
– По правде вам сказать, entre nous, [между нами,] левый фланг наш бог знает в каком положении, – сказал Борис, доверчиво понижая голос, – граф Бенигсен совсем не то предполагал. Он предполагал укрепить вон тот курган, совсем не так… но, – Борис пожал плечами. – Светлейший не захотел, или ему наговорили. Ведь… – И Борис не договорил, потому что в это время к Пьеру подошел Кайсаров, адъютант Кутузова. – А! Паисий Сергеич, – сказал Борис, с свободной улыбкой обращаясь к Кайсарову, – А я вот стараюсь объяснить графу позицию. Удивительно, как мог светлейший так верно угадать замыслы французов!


Источник — «http://wiki-org.ru/wiki/index.php?title=UGENE&oldid=81249471»