Cytoscape är ett mjukvaruprojekt med öppen källkod för att integrera biomolekylära interaktionsnätverk med högflödesuttrycksdata och andra molekylära tillstånd i ett enhetligt konceptuellt ramverk. Även om det är tillämpligt på alla system av molekylära komponenter och interaktioner, är Cytoscape mest kraftfull när det används i samband med stora databaser av protein-protein, protein-DNA, och genetiska interaktioner som är allt tillgängliga för människor och modellorganismer. Cytoscape programvara Core ger grundläggande funktionalitet för att layout och fråga nätverket; att visuellt integrera nätverket med uttryck profiler, fenotyper och andra molekylära tillstånd; och att länka nätverket till databaser av funktionella annoteringar. Kärnan är extensibel genom en enkel insticksarkitektur, vilket möjliggör snabb utveckling av ytterligare beräkningsanalyser och funktioner. Flera fallstudier av Cytoscape-plug-ins undersöks, bland annat en sökning efter interaktionsvägar som korrelerar med förändringar i genuttryck, en studie av proteinkomplex som är involverade i cellulär återhämtning till DNA-skada, slutsatser av ett kombinerat fysiskt/funktionellt interaktionsnätverk för Halobacterium, och ett gränssnitt mot detaljerade stokastiska/kinetiska genregulatoriska modeller. [Cytoscape v1.1 Core körs på alla större operativsystem och är fritt tillgänglig för nedladdning från http://www.cytoscape.org/ som ett Javaprogram med öppen källkod.] Sådana modeller lovar att omvandla biologisk forskning genom att tillhandahålla en ram för att (1) systematiskt förhöra och experimentellt verifiera kunskap om en väg; (2) hantera den enorma komplexiteten hos hundratals eller potentiellt tusentals cellkomponenter och interaktioner; och (3) avslöja framväxande egenskaper och oförutsedda konsekvenser av olika vägkonfigurationer. Vanligtvis är modeller riktade mot en cellprocess eller sjukdomsväg av intresse (Gilman och Arkin 2002) och byggs genom att formulera befintlig litteratur som ett system av differential och / eller stokastiska ekvationer. Vägspecifika modeller kompletteras nu med globala data som samlats in för en hel cell eller organism, med hjälp av två kompletterande metoder. För det första har den senaste tekniska utvecklingen gjort det möjligt att systematiskt mäta vägstrukturen med hjälp av höggenomströmningsskärmar för proteinprotein (Ito et al. 2001; von Mering m.fl. 2002 ), protein-DNA (Lee et al. 2002 och genetiska interaktioner (Tong et al. 2001)................................................................................................... För att komplettera dessa data finns en andra uppsättning höggenomströmningsmetoder tillgängliga för att karakterisera de molekylära och cellulära tillstånd som induceras av väginteraktioner under olika experimentella betingelser. Till exempel mäts globala förändringar i genuttryck med DNA-mikroarrayer (DeRisi et al. 1997), medan förändringar i proteinmängd (Gygi et al. 1999), proteinfosforyleringstillstånd (Zhou et al. 2001) och metabolitkoncentrationer (Griffin et al. 2001) kan kvantifieras med massspektrometri, NMR och andra avancerade tekniker. Data med hög genomströmning avseende molekylära interaktioner och tillstånd är väl matchade, eftersom båda datatyperna är globala (som tillhandahåller information för alla komponenter eller interaktioner i en organism), hög nivå (som beskriver samband mellan vägkomponenter utan detaljerad information om reaktionshastigheter, bindningskonstanter eller diffusionskoefficienter), och grovkorniga (som ger kvalitativa data, såsom närvaro eller frånvaro av interaktion eller riktning för en uttrycklig förändring, lättare än exakta kvantitativa avläsningar). Motiverad av explosionen i experimentell teknik för att karakterisera molekylära interaktioner och tillstånd, har forskare vänt sig till en mängd olika mjukvaruverktyg för att bearbeta och analysera de resulterande storskaliga data. För molekylära interaktioner, allmänna graftitlar som Pajek (Batagelj och Mrvar 1998), Graphlet (www.infosun.fmi.uni-passau.de/Graphlet/), och daVinci (www.informatik.uni-bremen.de/daVinci/) finns tillgängliga för att organisera och visa data som ett tvådimensionellt nätverk; specialiserade verktyg som Osprey (http://biodata.mshri.on.ca) och PIMister (pim.hybrigenics.com) tillhandahåller dessa funktioner och länkar även nätverket till molekylär interaktion och funktionella databaser såsom BIND ), DIP (Xenarios och Eisenberge 2001), eller TRANSFAC (Wingender et al. Detta är en av de viktigaste frågorna som togs upp i samband med Europeiska rådets möte i Lissabon 2001. På liknande sätt, för genuttryck profiler och andra molekylära tillstånd, många program såsom GeneCluster (Tamayo et al. 1999), TreeView (Eisen et al. 1998) och GeneSpring (www.silikongenetik. finns tillgängliga för klusterbildning, klassificering och visualisering. Det finns dock ett trängande behov av programvara som kan integrera både molekylära interaktioner och tillståndsmätningar tillsammans inom en gemensam ram, och sedan överbrygga dessa data med ett brett sortiment av modellparametrar och andra biologiska attribut. Dessutom kommer det att krävas ett flexibelt och öppet system för att underlätta allmänna och extensiva beräkningar av interaktionsnätet (Karp 2001). Det är genom dessa compu-
Cytoscape är en representativ programvara för att layoutera och fråga biomolekylära interaktionsnätverk extraherade från höggenomströmningsuttrycksdata och andra molekylära tillstånd REF.
Cytoscape: A Software Environment for Integrated Models of Biomolecular Interaction Networks
{'venue': 'Genome research', 'journal': 'Genome research', 'mag_field_of_study': ['Biology', 'Medicine']}