现代尖端研究会产生大量数据，科学家面临着可视化和分析这些数据的挑战。维尔茨堡亥姆霍兹RNA感染研究所(HIRI)和维尔茨堡-施韦因富特应用技术大学(THWS)的研究人员开发了一种可视化大型数据集的工具。
sCIRCLE工具允许用户以交互且用户友好的方式探索单细胞分析数据。他们的研究结果已发表在《NAR基因组学和生物信息学》杂志上。
抗生素耐药性在世界范围内不断增加，对医疗保健系统构成了重大挑战。了解某些细菌如何以及为何产生这种防御机制的根本过程至关重要。
细菌基因表达的差异(读取基因中的信息)可以提供线索。
细菌单细胞RNA测序(或称“scRNA-seq”)已成为分析这些变异的重要工具。该技术提供了特定时间点单个细胞中基因表达的详细图像。然而，该方法会产生大量数据，研究人员很难对其进行可视化和分析。
因此，迫切需要新的方法和工具来显示和理解这些信息。
位于维尔茨堡的亥姆霍兹RNA感染研究中心(HIRI)的研究人员(位于不伦瑞克的亥姆霍兹感染研究中心(HZI)与维尔茨堡大学(JMU)的合作基地)以及维尔茨堡-施韦因富特应用技术大学(THWS)的设计师现已开发出这样一种工具。
他们的桌面应用程序名为sCIRCLE(用于低维探索的单细胞交互式实时计算机可视化)，可实现scRNA-seq数据的交互式3D可视化。它允许用户从不同角度实时查看富含元数据的单细胞。
可以使用各种过滤器和设置来探索在特定时间点哪些基因在特定细胞中表达。此功能使研究人员能够专注于特定的细胞群或感兴趣的基因。
“sCIRCLE还是一种有价值的交流工具，可用于协作检查数据集或呈现结果，”LarsBarquist说道。Barquist是一位计算生物学家，他发起了这项研究，并领导着亥姆霍兹维尔茨堡研究所的一个研究小组。
Barquist还是加拿大多伦多大学的教授。此外，sCIRCLE已经兼容虚拟现实设备，标志着其向沉浸式3D数据可视化和交互迈出了一步。
面向未来的跨学科合作
sCIRCLE的用户友好性非常显著。“界面易于使用，设计直观。因此，sCIRCLE对于不具备丰富生物信息学知识的生物学家来说特别有用，”Barquist补充道。
设计师和生物信息学家通力合作，使数据尽可能简单且具有视觉吸引力。“随着我们的数据集不断增长，生物信息学和设计学科之间的合作极其重要，我们需要新的方法来使它们易于理解，”Barquist说。
为了实现该项目，THWS硕士生MaximilianSeeger在HIRI研究小组待了一段时间。在那里，他有机会直接与科学家一起工作。
马克西米利安·西格尔说：“这让我了解了他们想从数据中探索什么，并开发出一个可以实现这一目标的界面。”在对来自不同小组的HIRI研究人员收集的数据进行测试时，科学家们试用了该工具并提供了反馈。
“sCIRCLE的联合开发表明了跨学科和跨机构合作的重要性。我很高兴我们成功地将两所维尔茨堡机构的专业知识结合到了这个项目中，并期待未来的合作，”THWS互动媒体教授ErichSchöls说道，他与LarsBarquist一起指导了MaxSeeger。
“希望这只是开发直观、交互式数据分析工具的第一步，”巴奎斯特说。“我们将在此基础上进一步完善我们的工具，使其更具沉浸感和用户友好性。”
虽然该应用程序目前只提供基本的虚拟现实集成，但该团队计划在未来创建更多易于使用的虚拟空间用于数据探索。