S'y retrouver dans la jungle des données
Une équipe de chercheurs développe un outil de visualisation des données unicellulaires
La recherche moderne de pointe génère d'énormes quantités de données, ce qui pose aux scientifiques le problème de leur visualisation et de leur analyse. Des chercheurs de l'Institut Helmholtz de recherche sur les infections à base d'ARN (HIRI) de Würzburg et de l'Université technique des sciences appliquées de Würzburg-Schweinfurt (THWS) ont mis au point un outil de visualisation des grands ensembles de données. L'outil sCIRCLE permet aux utilisateurs d'explorer les données d'analyse unicellulaire de manière interactive et conviviale. Leurs résultats ont été publiés dans la revue NAR Genomics and Bioinformatics.
La résistance aux antibiotiques augmente dans le monde entier et constitue un défi majeur pour les systèmes de soins de santé. Il est essentiel de comprendre les processus sous-jacents qui expliquent comment et pourquoi certaines bactéries développent de telles défenses. Les différences dans l'expression des gènes bactériens - c'est-à-dire la façon dont l'information contenue dans un gène est lue - pourraient fournir des indices. Le séquençage de l'ARN bactérien unicellulaire, ou "scRNA-seq", est devenu un outil essentiel pour analyser ces variations. Cette technologie permet d'obtenir une image détaillée de l'expression des gènes dans une cellule unique à un moment précis. Toutefois, cette méthode génère d'énormes quantités de données que les chercheurs ont du mal à visualiser et à analyser. Il existe donc un grand besoin de nouvelles approches et de nouveaux outils pour afficher et comprendre ces informations.
Des chercheurs de l'Institut Helmholtz de recherche sur les infections à ARN (HIRI) de Würzburg, un site du Centre Helmholtz de recherche sur les infections (HZI) de Braunschweig, en coopération avec l'Université Julius-Maximilians de Würzburg (JMU), et des concepteurs de l'Université technique des sciences appliquées de Würzburg-Schweinfurt (THWS) viennent de mettre au point un tel outil. Leur application de bureau, appelée sCIRCLE(single-Cell Interactive Real-time Computervisualization for Low-dimensional Exploration), permet une visualisation interactive en 3D des données scRNA-seq. Elle permet aux utilisateurs de visualiser des cellules uniques, enrichies de métadonnées, sous différents angles et en temps réel.
Une variété de filtres et de paramètres peuvent être utilisés pour explorer les gènes qui ont été exprimés dans des cellules particulières à des moments précis. Cette capacité permet aux chercheurs de se concentrer sur des populations cellulaires spécifiques ou sur des gènes d'intérêt. "sCIRCLE est également un outil de communication précieux pour l'examen collaboratif d'ensembles de données ou la présentation de résultats", déclare Lars Barquist. Barquist, biologiste informatique à l'origine de l'étude, dirige un groupe de recherche à l'Institut Helmholtz de Würzburg. Il est également professeur à l'université de Toronto, au Canada. En outre, sCIRCLE est déjà compatible avec les dispositifs de réalité virtuelle, ce qui constitue une étape vers la visualisation et l'interaction immersives de données en 3D.
Une collaboration interdisciplinaire tournée vers l'avenir
La convivialité de sCIRCLE est remarquable : "L'interface est facile à utiliser et conçue de manière intuitive. sCIRCLE est donc particulièrement utile pour les biologistes qui n'ont pas de connaissances approfondies en bioinformatique", ajoute M. Barquist. Les concepteurs et les bioinformaticiens ont travaillé ensemble pour rendre les données aussi simples et visuellement attrayantes que possible : "La collaboration entre les disciplines de la bio-informatique et du design est extrêmement importante car nos ensembles de données ne cessent de croître et nous avons besoin de nouvelles façons de les rendre compréhensibles", déclare M. Barquist.
Pour réaliser ce projet, Maximilian Seeger, étudiant en master à la THWS, a passé un certain temps dans le groupe de recherche HIRI. Il a eu l'occasion de travailler directement avec les scientifiques. "Cela m'a permis de comprendre ce qu'ils voulaient explorer dans leurs données et de développer une interface qui rendrait cela possible", rapporte Maximilian Seeger. Lors d'essais avec des données collectées par des chercheurs HIRI de différents groupes, les scientifiques ont testé l'outil et ont fait part de leurs commentaires. L'équipe de recherche a publié les résultats dans la revue NAR Genomics and Bioinformatics.
"Le développement conjoint de sCIRCLE montre l'importance de la coopération interdisciplinaire et interinstitutionnelle. Je suis très heureux que nous ayons réussi à combiner l'expertise de deux institutions basées à Würzburg dans ce projet et j'attends avec impatience de futures collaborations", déclare Erich Schöls, professeur de médias interactifs à la THWS, qui a supervisé Max Seeger avec Lars Barquist.
"Nous espérons qu'il ne s'agit là que de la première étape vers le développement d'outils intuitifs et interactifs pour l'analyse des données", déclare Lars Barquist avec optimisme. "Nous nous appuierons sur cette base pour rendre nos outils encore plus immersifs et conviviaux. Bien que cette application n'offre pour l'instant qu'une intégration basique de la réalité virtuelle, l'équipe prévoit de créer à l'avenir d'autres espaces virtuels faciles à utiliser pour l'exploration des données.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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