蛋白和核酸資料庫日益豐富，伊利諾斯大學(xué)研究人員最近研制出一種新型軟件,，可以更有效地分析,、比對序列和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),。
Zaida Luthey-Schulten “MultiSeq（發(fā)音為Multi-seek）能夠幫助您對結(jié)構(gòu)和序列進(jìn)行分析，并且能夠利用包含在結(jié)構(gòu)和序列中的全部信息,，分析該基因或蛋白在不同物種進(jìn)化過程中出現(xiàn)的差異,，”
化學(xué)教授、伊利諾斯大學(xué)Beckman Institute 研究所（主要負(fù)責(zé)尖端科技研究）研究人員Zaida Luthey-Schulten說,，“通過將生物信息放在進(jìn)化背景中考慮,，我們可以對不同物種來源的蛋白進(jìn)行比較動態(tài)研究（comparative dynamics studies，生物通編者譯）,。”
目前蛋白和核酸,，序列數(shù)達(dá)3百萬以上，結(jié)構(gòu)達(dá)3億5千萬種,。MultiSeq軟件能夠結(jié)合環(huán)境因素對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，有助于研究人員對于一些基礎(chǔ)科學(xué)問題能夠得到更有價值的資料，比如生命起源現(xiàn)象,，和抵抗抗生素（作用于核糖體）的抗性增強(qiáng)現(xiàn)象,。
VMD（Visual Molecular Dynamics,，可視分子動力學(xué)）是一種觀察和分析分子動力學(xué)模擬（molecular dynamics simulations）的程序,，由伊利諾斯大學(xué)研究人員研制并免費(fèi)向廣大用戶開放。VMD能夠控制大型的包括1百多萬個原子的三維體系,。多重芯片（Multiple Alignment tool）是VMD一個重要組成部分,。Luthey-Schulten和研究生Elijah Roberts、John Eargle ,、Dan Wright在多重芯片的基礎(chǔ)上研制得到MultiSeq,。MultiSeq通過在分析過程中結(jié)合已知的多樣的進(jìn)化數(shù)據(jù)擴(kuò)展了VMD的功能。
比如,，科學(xué)家可以借助MultiSeq軟件研究核糖體的進(jìn)化過程,。蛋白翻譯是生命活動的一個重要組成部分，核糖體是蛋白的加工廠,。“要想弄清翻譯過程中DNA-RNA-蛋白途徑的變化,，至少要將不同核糖體中的DNA序列、RNA序列和蛋白序列分別比對,，”
Luthey-Schulten說：“去年,，同時比對兩個核糖體中的三個序列都感到困難，但是現(xiàn)在,，在MultiSeq的幫助下,，我們可以對20多種核糖體中的序列信息同時進(jìn)行比對了。”
MultiSeq就序列和結(jié)構(gòu)改變,，利用信息科學(xué)來組織與檢索數(shù)據(jù),、利用信息可視化來協(xié)助相關(guān)性識別、利用數(shù)學(xué)來闡明統(tǒng)計(jì)學(xué)推論、利用生物學(xué)來分析理化性質(zhì),，在一個進(jìn)化框架里,，整合了序列及結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
研究合作單位包括：Beckman 研究所Theoretical and Computational Biophysics小組和National Institutes of Health (NIH,，美國國立衛(wèi)生研究所) Resource for Macromolecular Modeling and Bioinformatics,。MultiSeq軟件的具體內(nèi)容發(fā)表于《BMC Bioinformatics》，并且出現(xiàn)在該雜志的網(wǎng)絡(luò)版首頁,。在秋季,，MultiSeq將作為教學(xué)工具進(jìn)入課堂教學(xué)。
“我們認(rèn)為,，不以進(jìn)化為基礎(chǔ)理論框架的話就不能夠?qū)σ恍?fù)雜的生物學(xué)問題充分理解,，”論文中寫到，“MultiSeq可以預(yù)先剔除一些事倍功半的任務(wù),，或者通過引入看似親緣關(guān)系較遠(yuǎn)但是相關(guān)的數(shù)據(jù)摸索出一些新的研究方法,，加速科學(xué)研究。”
研究受到美國國家基因委員會（National Science Foundation）,、美國能源部（U.S. Department of Energy）,、美國國立衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health）資助。
