5月4日，學(xué)校生物學(xué)研究中心王翊教授課題組在生物領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《Nucleic Acids Research》（《核酸研究》，IF: 11.561）在線發(fā)表了題為“OrthoVenn2: a web server for whole-genome comparison and annotation of orthologous clusters across multiple species”（OrthoVenn2：一個(gè)用于多物種全基因組直系同源基因簇比較和注釋的在線工具）的原創(chuàng)性研究論文，發(fā)布了用于比較和分析全基因組直系同源基因簇并生成可視化結(jié)果的在線工具。

同源基因可分為兩大類：直系同源基因和旁系同源基因。直系同源基因起源于共同的祖先，如果物種間的直系同源基因顯示高度的序列相似性，則它們可能具有相似的生物學(xué)功能。另一方面，在進(jìn)化分歧較大的物種間的直系同源基因可能發(fā)揮不同的功能。近年來，鑒定直系同源基因并確定它們之間的相似程度是比較基因組學(xué)研究中理解基因和基因組進(jìn)化的重要內(nèi)容。目前已經(jīng)開發(fā)了兩種用于鑒定直系同源基因的基本方法。第一種是基于樹的，如PhyloTreePruner和TreeFam等工具。第二種是基于圖形的，如PanOCT，OrthoFinder，OrthoMCL，OrthoDB，OMA和Roary等工具。基于樹和基于圖的算法在許多方面都不同，并且每個(gè)算法都有其自身的優(yōu)勢(shì)。然而這些工具基本基于Linux系統(tǒng)，對(duì)其他操作系統(tǒng)用戶不友好，缺乏可視化功能，對(duì)結(jié)果展示不夠清晰明了。

在論文發(fā)表之前，王翊教授已發(fā)布在線工具OrthoVenn，四年內(nèi)引用接近200，該工具受到超過60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的研究者們使用。此次針對(duì)更廣泛的比較基因組學(xué)研究人員的需求，王翊課題組將OrthoVenn全面升級(jí)為OrthoVenn2。課題組從Ensembl數(shù)據(jù)庫(kù)下載了多物種的蛋白質(zhì)序列并整合到OrthoVenn2中。OrthoVenn2使用OrthoMCL提供的啟發(fā)式最佳匹配方法來識(shí)別基于保守的直系同源基因，允許用戶對(duì)多達(dá)十二種不同物種進(jìn)行快速全基因組比較并注釋直系同源基因簇，這些物種包括植物，脊椎動(dòng)物，細(xì)菌，真菌，原生生物和后生動(dòng)物。用戶還能提交自己的蛋白質(zhì)序列給OrthoVenn2,在短時(shí)間內(nèi)就能得到全面的同源基因比較和注釋的可視化結(jié)果。OrthoVenn2采用HTML5和JavaScript全面提升了分析結(jié)果的可視化程度，使用維恩圖和聚類表來顯示多個(gè)物種的直系同源聚類分布。同時(shí)還提供功能注釋，多序列比對(duì)，蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)，基序分析和系統(tǒng)發(fā)育樹等結(jié)果展示。OrthoVenn2還基于Docker開發(fā)了本地版本，方便用戶下載使用，本地版對(duì)不同操作系統(tǒng)用戶提供了友好且豐富的可視化結(jié)果，且沒有物種數(shù)量限制，方便用戶布置到任意服務(wù)器上，對(duì)直系同源基因的研究具有重要意義。

西南大學(xué)為該論文成果的第一完成單位，王翊教授為論文的唯一通訊作者。文章同時(shí)致謝前沿交叉學(xué)科研究院生物學(xué)研究中心夏慶友教授、生物大數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊(duì)的開發(fā)小組（魯方，羅勇江）、文檔小組（徐凌，董照斌）、測(cè)試小組（魏昭淵，郭海龍，張國(guó)慶）。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目、西南大學(xué)生物學(xué)“雙一流”建設(shè)項(xiàng)目以及“聚賢工程”人才啟動(dòng)項(xiàng)目等基金資助。王翊教授還受到國(guó)家海外高層次人才青年項(xiàng)目以及重慶市留學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目支持。

原文鏈接：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkz333/5485531

（前沿交叉學(xué)科研究院生物學(xué)研究中心供稿供圖 編輯 韓笑 審核 周翱）