Verbund

de.NBI - Partner: de.NBI-epi

Das de.NBI-Partner-Verbundprojekt de.NBI-epi möchte Verbesserungen bei der Bioinformatik-Infrastruktur auf dem Forschungsgebiet der Epigenetik erreichen. Die Epigenetik befasst sich mit der Frage, welche Faktoren die Aktivität eines Gens – und damit die Entwicklung der Zelle – bestimmen. Verfahren zur computergestützten Analyse von epigenetischen Daten existieren bereits; ihre Benutzung ist jedoch Expertinnen und Experten vorbehalten. Auch ist die Integration von Daten aus verschiedenen Analysewerkzeugen aufgrund des Fehlens von definierten Schnittstellen extrem aufwändig und kompliziert.

Unter dem Dach von de.NBI soll eine Bioinformatik-Infrastruktur etabliert werden, die künftig auch Arbeitsgruppen mit Epigenetik-Fragestellungen unterstützt. Die neue Infrastruktur soll den Forscherinnen und Forschern dabei helfen, Daten aus Experimenten mit Arrays oder Next-Generation-Sequenzing nach bestmöglichen Standards durchzuführen und auszuwerten. Dafür soll die Nutzung von bereits existierenden Verfahren für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einfacher und besser gemacht werden. Insbesondere ist geplant, die integrative Analyse der Ergebnisse zur erleichtern und Referenzdatensätze einheitlich anzubinden. Die geplanten Maßnahmen sollen zusätzlich durch Trainingsprogramme flankiert werden, in denen sowohl die theoretischen Grundlagen als auch praktische Fähigkeiten zur Analyse vermittelt werden.

Teilprojekte

de.NBI - Partner: MetaProtServ

Förderkennzeichen: 031L0103
Gesamte Fördersumme: 533.416 EUR
Förderzeitraum: 2016 - 2019
Projektleitung: Dr. rer. nat. Dirk Benndorf
Adresse: Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik, Institut für Verfahrenstechnik Bioprozesstechnik
Universitätsplatz 2
39106 Magdeburg

de.NBI - Partner: MetaProtServ

Das de.NBI-Partner-Projekt MetaProtServ verfolgt das Ziel, Verbesserungen auf dem Forschungsgebiet der Metaproteomik zu erreichen. Die Metaproteomik untersucht komplexe mikrobielle Lebensgemeinschaften, das sogenannte Metaproteom, und analysiert die einzelnen zellulären Funktionen. Beispiele für Metaproteom sind die menschliche Darmflora oder die Gesamtheit aller Bakterien (Biozönose) in einer Biogas- oder Abwasserreinigungsanlage. Um krankhafte Veränderungen im Darm besser erkennen oder die Bakterienzusammensetzung in Biogas- und Abwasserreinigungsanlagen gezielt verändern zu können, sind genauere Kenntnisse über das Metaproteom notwendig.

Derzeit liefern die Metaproteomik und die sie ergänzenden bioinformatischen Werkzeuge, die ursprünglich für die Proteomik von Reinkulturen entwickelt wurden, jedoch oft keine zufriedenstellenden Ergebnisse: Um Proteine zu identifizieren, wird meist eine Datenbanksuche mit Metagenom-Sequenzen durchgeführt. Diese kommt häufig zu einer hohen Zahl redundanter Treffer in Bezug auf die Taxonomie und die Funktion der identifizierten Proteine.

Um hier Verbesserungen zu erreichen, wurde an der Universität Magdeburg die MetaProtServ-Software entwickelt. Im Rahmen des Projektes soll das benutzerfreundliche Programm nun mit einer graphischen Oberfläche als Web-Service verfügbar gemacht werden, um mehr Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern die Nutzung dieses Programmes zu ermöglichen. Ein Anwender-Training sowie ein individueller Support bei Problemen sollen zusätzlich die Zugänglichkeit dieser Software in der wissenschaftlichen Gemeinschaft erleichtern. Funktionalität und Wartungsfreundlichkeit werden ebenfalls weiterentwickelt mit dem Ziel, die Software um Schnittstellen für den Import und Export von Metaproteom-Daten zu erweitern. Zudem ist geplant, Nutzerschulungen anzubieten und sogenannte Hackathons zu veranstalten. Beides hat sich in der Vergangenheit als sehr gut geeignet erwiesen, um Open-Source-Projekte gemeinsam weiterzuentwickeln.

de.NBI - Partner: DAIS - Dresdner Bild-Analyse Suite

Förderkennzeichen: 031L0102
Gesamte Fördersumme: 322.622 EUR
Förderzeitraum: 2016 - 2019
Projektleitung: Prof. Eugene Myers
Adresse: Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik
Pfotenhauerstr. 108
01307 Dresden

de.NBI - Partner: DAIS - Dresdner Bild-Analyse Suite

Das de.NBI-Partner-Projekt DAIS möchte Verbesserungen bei der Bioinformatik-Infrastruktur auf dem Gebiet der Bildanalyse erreichen. Dank immer modernerer Analysegeräte wie beispielsweise hochauflösenden Lichtmikroskopen steigt die Menge an Bilddateien und damit der Bedarf an neuen Verarbeitungs-, Berechnungs- und Auswerteverfahren rasant an. Ziel des Projektes ist es, ein benutzerfreundliches und leistungsstarkes Software-Werkzeug für die biologische Bildanalyse zu entwickeln und den Forscherinnen und Forschern bereitzustellen.

Im Rahmen des Projekts sollen dafür zwei viel genutzte Open Source Software-Pakete (also frei verfügbare Software-Programme) intelligent miteinander verknüpft und weiterentwickelt werden. Bei den Software-Paketen handelt es sich zum einen um das Programm „Fiji“, eine offene Analyse-Plattform für biologische Bilddateien sowie das Programm „KNIME“, ein leistungsstarkes Werkzeug zur Erstellung von Prozessen und Workflows. Durch die Verbindung dieser beiden Systeme können Nutzerinnen und Nutzer künftig Bildverarbeitungsprozesse wesentlich besser abbilden und biologische Bilder effizient aufbereiten. Auch die Auswertung würde sich durch eine Verknüpfung deutlich verbessern. Ergänzend sollen im Rahmen des Projektes zudem auch Nutzerschulungen angeboten und sogenannte Hackathons veranstaltet werden. Hackathons sind Veranstaltungen, bei denen Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus unterschiedlichen Fachrichtungen der Software- oder Hardwareindustrie gemeinsam an neuen Software-Produkten arbeiten. Sowohl Nutzerschulungen als auch Hackathons haben sich in der Vergangenheit als sehr gut geeignet erwiesen, um Open-Source-Projekte gemeinsam weiterzuentwickeln.