خيط

الموسوعة الحرة

في علم الأحياء الجزيئي، يُعدّ STRING ( أداة البحث لاسترجاع الجينات/البروتينات المتفاعلة ، والتي كانت تُعرف سابقًا باسم أداة البحث عن الحالات المتكررة للجينات المجاورة ) قاعدة بيانات بيولوجية وموردًا على الإنترنت للتفاعلات المعروفة والمتوقعة بين البروتينات . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

تحتوي قاعدة بيانات STRING على معلومات من مصادر متعددة، تشمل البيانات التجريبية، وأساليب التنبؤ الحاسوبية، ومجموعات النصوص العامة. وهي متاحة مجانًا ويتم تحديثها بانتظام. كما تُستخدم هذه القاعدة لتسليط الضوء على الإثراءات الوظيفية في قوائم البروتينات التي يُقدمها المستخدمون، وذلك باستخدام عدد من أنظمة التصنيف الوظيفي مثل GO و Pfam و KEGG . يحتوي الإصدار الأخير 11b على معلومات حول حوالي 59 مليون بروتين من أكثر من 12000 كائن حي. [ 7 ] وقد طُوّرت قاعدة بيانات STRING من قِبل اتحاد من المؤسسات الأكاديمية، بما في ذلك CPR و EMBL و KU و SIB و TUD و UZH .

الاستخدام

تُعدّ شبكات تفاعل البروتين-بروتين عنصرًا هامًا لفهم العمليات الخلوية على مستوى النظام. ويمكن استخدام هذه الشبكات لتصفية بيانات الجينوم الوظيفي وتقييمها، ولتوفير منصة سهلة الاستخدام لشرح الخصائص البنيوية والوظيفية والتطورية للبروتينات. كما يُمكن أن يُسهم استكشاف شبكات التفاعل المتوقعة في اقتراح اتجاهات جديدة للبحوث التجريبية المستقبلية، وتوفير تنبؤات شاملة للأنواع المختلفة لرسم خرائط التفاعل بكفاءة. [ 8 ]

شبكة تفاعل البروتين-البروتين مُصوَّرة باستخدام برنامج STRING. في هذا العرض، يُمثل تشبع لون الحواف درجة الثقة في الارتباط الوظيفي.

سمات

تُوزن البيانات وتُدمج، ويُحسب مؤشر ثقة لجميع تفاعلات البروتينات. يمكن الاطلاع على نتائج التنبؤات الحاسوبية المختلفة من خلال عروض مُخصصة. يتوفر نمطان لـ STRING: نمط البروتين ونمط COG . تُعمم التفاعلات المُتوقعة على البروتينات في الكائنات الحية الأخرى التي وُصفت تفاعلاتها باستنتاج التماثل . تتوفر واجهة ويب للوصول إلى البيانات ولتقديم نظرة عامة سريعة على البروتينات وتفاعلاتها. كما يتوفر مُلحق لبرنامج Cytoscape لاستخدام بيانات STRING. يُمكن أيضًا الوصول إلى بيانات STRING عبر واجهة برمجة التطبيقات (API) من خلال إنشاء عنوان URL يحتوي على الطلب.

مصادر البيانات

على غرار العديد من قواعد البيانات الأخرى التي تخزن معلومات حول ارتباط البروتينات، يستورد STRING البيانات من تفاعلات البروتين-بروتين المستمدة تجريبياً من خلال مراجعة الأدبيات العلمية. علاوة على ذلك، يخزن STRING أيضاً التفاعلات المتوقعة حسابياً من: (1) استخراج البيانات من النصوص العلمية، (2) التفاعلات المحسوبة من الخصائص الجينومية، و(3) التفاعلات المنقولة من الكائنات النموذجية بناءً على علم التشابه الجيني. [ 9 ]

تتم مقارنة جميع التفاعلات المتوقعة أو المستوردة بمرجع مشترك للشراكة الوظيفية كما هو موضح بواسطة KEGG (موسوعة كيوتو للجينات والجينومات).

البيانات المستوردة

يستورد برنامج STRING معلومات ارتباط البروتينات من قواعد بيانات التفاعلات الفيزيائية وقواعد بيانات مسارات التفاعلات البيولوجية المُنسقة ( MINT ، HPRD ، BIND ، DIP ، BioGRID ، KEGG ، Reactome ، IntAct ، EcoCyc ، NCI-Nature Pathway Interaction Database ، GO ). ويُوفر البرنامج روابط إلى البيانات الأصلية للمستودعات التجريبية وموارد قواعد البيانات ذات الصلة.

استخراج النصوص

يتم تحليل مجموعة كبيرة من النصوص العلمية ( SGD ، OMIM ، FlyBase ، PubMed ) للبحث عن حالات التواجد المشترك ذات الصلة إحصائيًا لأسماء الجينات.

البيانات المتوقعة

  • الجوار: يشير السياق الجينومي المتشابه في الأنواع المختلفة إلى وظيفة مماثلة للبروتينات.
  • أحداث الاندماج والانشطار: من المرجح جدًا أن تكون البروتينات المندمجة في بعض الجينومات مرتبطة وظيفيًا (كما هو الحال في الجينومات الأخرى حيث لا تندمج الجينات).
  • التواجد: يجب أن يتم التعبير عن البروتينات التي لها وظيفة مماثلة أو تتواجد في نفس المسار الأيضي معًا وأن يكون لها ملف تعريف تطوري مماثل .
  • التعبير المشترك: الارتباط المتوقع بين الجينات بناءً على الأنماط المرصودة للتعبير المتزامن للجينات.

مراجع

  1. ↑ Szklarczyk, Damian; Gable, Annika L.; Lyon, David; Junge, Alexander; Wyder, Stefan; Huerta-Cepas, Jaime; Simonovic, Milan; Doncheva, Nadezhda T.; Morris, John H.; Bork, Peer; Jensen, Lars J. (8 يناير 2019). "STRING v11: شبكات ارتباط البروتين-البروتين بتغطية مُحسّنة، تدعم الاكتشاف الوظيفي في مجموعات البيانات التجريبية على مستوى الجينوم" . Nucleic Acids Research . 47 (D1): D607– D613. doi : 10.1093/nar/gky1131 . ISSN 1362-4962 . PMC 6323986. PMID 30476243 .   
  2. ↑ Szklarczyk, Damian; Morris, John H.; Cook, Helen; Kuhn, Michael; Wyder, Stefan; Simonovic, Milan; Santos, Alberto; Doncheva, Nadezhda T.; Roth, Alexander; Bork, Peer; Jensen, Lars J. (4 يناير 2017). "قاعدة بيانات STRING في عام 2017: شبكات ارتباط البروتين-البروتين ذات الجودة العالية، متاحة على نطاق واسع" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 45 (D1): D362– D368 . doi : 10.1093/nar/gkw937 . ISSN 1362-4962 . PMC 5210637. PMID 27924014 .   
  3. ↑ Szklarczyk D, Franceschini A, Wyder S, Forslund K, Heller D, Huerta-Cepas J, Simonovic M, Roth A, Santos A, Tsafou KP, Kuhn M, Bork P, Jensen LJ, von Mering C (2015). " STRING v10: شبكات تفاعل البروتين-البروتين، متكاملة عبر شجرة الحياة" . Nucleic Acids Res . 43 (عدد قواعد البيانات): D447–52. doi : 10.1093/nar/gku1003 . PMC 4383874. PMID 25352553 .  
  4. ↑ فرانشيسكيني أ، شكلاتشيك د، فرانكيلد س، كون م، سيمونوفيتش م، روث أ، لين ج، مينغيز ب، بورك ب، فون ميرينغ س، جنسن ل ج (2013). "STRING v9.1: شبكات تفاعل البروتين-البروتين، مع تغطية وتكامل مُحسّنين" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 41 (عدد قواعد البيانات): D808–15. doi : 10.1093/nar/gks1094 . PMC 3531103. PMID 23203871 .  
  5. ↑ Szklarczyk D, Franceschini A, Kuhn M, Simonovic M, Roth A, Minguez P, Doerks T, Stark M, Muller J, Bork P, Jensen LJ, von Mering C (2011). "قاعدة بيانات STRING في عام 2011: شبكات التفاعل الوظيفي للبروتينات، متكاملة ومصنفة عالميًا" . Nucleic Acids Res . 39 (عدد قواعد البيانات): D561–8. doi : 10.1093/nar/gkq973 . PMC 3013807. PMID 21045058 .  
  6. ↑ سنيل، ب؛ ليمان، ج؛ بورك، ب؛ وهوينين، م.أ. (2000). "سترينغ: خادم ويب لاسترجاع وعرض الجوار المتكرر لجين ما" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 28 (18): 3442-3444 . doi : 10.1093/nar/28.18.3442 . PMC 110752. PMID 10982861 .  
  7. ↑ "حول - شبكات ارتباط البروتينات الوظيفية STRING" . string-db.org . تم الاطلاع عليه في 7 أبريل 2025 .
  8. ↑ شوارتز، أ.س.؛ يو، ج.؛ غاردينور، ك.ر.؛ فينلي الابن؛ ر.ل.؛ وإيديكر، ت. (2008). "استراتيجيات فعّالة من حيث التكلفة لاستكمال شبكة التفاعلات البروتينية" . مجلة نيتشر ميثودز . 6 (1): 55-61 . doi : 10.1038/nmeth.1283 . PMC 2613168. PMID 19079254 .  
  9. ↑ ووداك، إس جيه؛ بو، إس؛ فلاسبلوم، جيه؛ وسيرافين، بي (2009). "تحديات ومكافآت علم البروتينات التفاعلية" . علم البروتينات الخلوية الجزيئية . 8 (1): 3-18 . doi : 10.1074/mcp.R800014-MCP200 . PMID 18799807 .