Drei neue Biodaten-Ressourcen, die für die globale Life-Science-Community als äußerst wichtig anerkannt sind, werden von der einzigartigen Unterstützung des SIB für ihre weitere Entwicklung profitieren. Ihre Ernennung zum SIB-Ressourcen folgt einer strengen Bewertung durch einen externen Wissenschaftlichen Beiratsund ist eine Anerkennung für die jeweiligen Gruppen und ihre Partner. Das SIB-Portfolio umfasst nun 17 führende Ressourcen, die zusammen 40 offene Datenbanken und Software-Tools für die Verwaltung, Analyse und Interpretation biologischer und biomedizinischer Daten umfassen.
Evolutionäre Studien von Krankheitserregern bis zu Pinguinen ermöglichen
BEAST2 führt phylogenetische Analysen molekularer Sequenzen unter Verwendung bayesscher Methoden durch, mit Anwendungen unter anderem in der Evolutions- und Entwicklungsbiologie, Epidemiologie, Krebsforschung und sogar der Sprachentwicklung. Beispielsweise die Ressource:
- verbesserte Schätzungen zur Influenza-Evolution mit dem CoalRe-Paket (ausgezeichnet als SIB Remarkable Output 2019);
- quantifizierte epidemiologische Dynamik von SARS-CoV-2 in Echtzeit während der Pandemie, basierend auf Virusgenomen und bestätigten Falldaten;
- einfache Simulation von Artenbäumen und Populationen im Zeitverlauf mit dem ReMASTER-Paket;
- ermöglicht die Schätzung der Artenentstehungszeiten anhand von Daten sowohl ausgestorbener Arten (Fossilienmorphologie) als auch heutiger Arten (genetische Sequenzen) unter Verwendung von Paketen, die ursprünglich für die Untersuchung der Pinguinentwicklung entwickelt wurden.
BEAST2 wurde gemeinsam von unserer Computational Evolution Group an der ETH Zürich und Forschern der University of Auckland in Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern aus aller Welt entwickelt.
Profilierung von Mikroben-Gemeinschaften
mOTUs quantifiziert die relative Häufigkeit und Aktivität von Mikroorganismen in biologischen Proben, von Abwässern über Tiere bis hin zu menschlichen Körperstellen. Dabei werden sogenannte „universelle Markergene” verwendet, um Arten anhand ihrer DNA zu identifizieren – ein neuer Ansatz, der effizienter ist als bisherige Methoden und die Analyse von Mikroben ermöglicht, denen eine repräsentative Genomsequenz fehlt.
Anwendungsbereiche sind unter anderem
- profilierung der Zusammensetzung des globalen Ozeanmikrobioms (ausgezeichnet als SIB Remarkable Output 2022)
- identifizierung mikrobieller Signaturen in klinischen Phänotypen, beispielsweise spezifischer Signaturen für Darmkrebs.
Eine begleitende Online-Datenbank ermöglicht die interaktive Suche und Durchsicht der zugrunde liegenden Genomressource und ist selbst eine der bislang größten prokaryotischen Genomressourcen. Das Tool wurde von unserer Mikrobiom-Forschungsgruppe an der ETH Zürich, dem Schweizerischen Nationalforschungsprogramm (NCCR) Microbiomes, EMBL, der Keio-Universität und der Universität Leiden entwickelt.
Aufnahme in ein Portfolio wichtiger Ressourcen für Bioinformatik
Die Ressourcen der SIB werden jährlich von über 10 Millionen Nutzern für Anwendungen genutzt, die vom Entwurf von Krebsimpfstoffen über die Entwicklung neuer Nutzpflanzen bis hin zur Vorhersage des Artensterbens reichen – und die Nachfrage wächst stetig. So verzeichnete beispielsweise SwissDrugDesign, das von unserer Gruppe für Molekulare Modellierung an der Universität Lausanne zur Unterstützung der computergestützten Wirkstoffforschung entwickelt wurde, im Jahr 2024 einen Anstieg der Nutzung um über 40 % auf 5 Millionen Nutzeranfragen pro Jahr.
Diese Ressourcen bilden eine sorgfältig ausgewählte Teilmenge aller 160 Softwareplattformen und Datenbanken, die von der SIB-Community entwickelt wurden und alle auf Expasy, dem Schweizer Bioinformatik-Ressourcenportal, frei verfügbar sind.
Den Feind im Auge behalten
Die Swiss Pathogen Surveillance Platform (SPSP) unterstützt die molekulare Überwachung von Mikroorganismen, die bei Menschen, Tieren und in der Umwelt vorkommen, und ermöglicht so einen One-Health-Ansatz auf nationaler Ebene.
Aufnahme in ein Portfolio wichtiger Ressourcen für Bioinformatik
Die Ressourcen der SIB werden jährlich von über 10 Millionen Nutzern für Anwendungen genutzt, die vom Entwurf von Krebsimpfstoffen über die Entwicklung neuer Nutzpflanzen bis hin zur Vorhersage des Artensterbens reichen – und die Nachfrage wächst stetig. So verzeichnete beispielsweise SwissDrugDesign, das von unserer Gruppe für Molekulare Modellierung an der Universität Lausanne zur Unterstützung der computergestützten Wirkstoffforschung entwickelt wurde, im Jahr 2024 einen Anstieg der Nutzung um über 40 % auf 5 Millionen Nutzeranfragen pro Jahr.
Diese Ressourcen bilden eine sorgfältig ausgewählte Teilmenge aller 160 Softwareplattformen und Datenbanken, die von der SIB-Community entwickelt wurden und alle auf Expasy, dem Schweizer Bioinformatik-Ressourcenportal, frei verfügbar sind.
Diese Online-Plattform, die nahezu in Echtzeit ganze Genomsequenzen und zugehörige öffentliche Metadaten bereitstellt, spielte während der COVID-19-Pandemie eine wichtige Rolle. Ihr Anwendungsbereich wird nun auf mehrere Krankheitserreger ausgeweitet, die die Gesundheit von Menschen, Tieren und die Lebensmittelsicherheit beeinträchtigen. Die Ressource liefert Informationen für das Infektionsdashboard des Bundesamtes für Gesundheit, beginnend mit SARS-CoV-2-Varianten. Das SPSP leistet auch einen Beitrag zum kürzlich eingeweihten Zentrum für Bioinformatik von Krankheitserregern.
Die Plattform wurde von unserer Gruppe Clinical Bioinformatics in Zusammenarbeit mit den Universitätsspitäler Basel, Genf und Lausanne, VetSuisse Bern und Zürich sowie den Universitäten Bern und Zürich entwickelt.
