NGS (Next Generation Sequencing), або секвенування нового покоління, є потужним інструментом в біологічних дослідженнях, що дозволяє визначити склад і влаштованість геному організму. Інформаційна система NGS являє собою складний комплекс програм і алгоритмів, який виконує обробку і аналіз секвенційованих даних.
Процес роботи інформаційної системи NGS можна розділити на кілька етапів. Перший етап-підготовка зразка, що включає вилучення ДНК або РНК і її ампліфікацію. Потім зразок проходить секвенування, де здійснюються мільйони паралельних реакцій, в результаті яких утворюються невеликі фрагменти ДНК або РНК. Вони поміщаються на спеціальні платформи для подальшої обробки.
Після секвенування починається етап обробки даних. Інформаційна система NGS здійснює вирівнювання отриманих фрагментів ДНК або РНК за допомогою спеціальних алгоритмів. Потім відбувається Асемблювання отриманої послідовності, тобто відновлення оригінального геному організму. На завершення процесу даних піддаються аналізу, наприклад, для ідентифікації генетичних варіацій, диференціального виявлення експресії генів або в прогнозуванні дії фармакологічних препаратів.
Загальна архітектура системи
Інформаційна система NGS - це складна багаторівнева архітектура, яка включає кілька основних компонентів.
1. Клієнтський інтерфейс:
На клієнтській стороні системи знаходиться інтерфейс користувача, через який користувачі взаємодіють із системою. Цей інтерфейс може бути реалізований у вигляді веб-додатку або мобільного додатку, який забезпечує доступ до функціональних можливостей системи.
2. Серверний компонент:
Серверний компонент системи відповідає за обробку запитів, що надходять від клієнтського інтерфейсу. Він виконує такі функції, як автентифікація та авторизація користувачів, обробка та зберігання даних, а також управління всіма процесами, пов'язаними з функціонуванням системи.
3. База даних:
В основі інформаційної системи NGS лежить база даних, яка служить для зберігання і управління всіма даними системи. Вона містить інформацію про користувачів, їх профілі, Події, Новини та інші сутності, які використовуються в системі.
4. Зовнішні сервіси:
Система NGS може інтегруватися з різними зовнішніми сервісами, такими як соціальні мережі, платіжні системи, геолокаційні сервіси та інші. Це дозволяє розширити функціональні можливості системи і забезпечити інтеграцію з іншими популярними сервісами.
Загальна архітектура системи NGS - це складна мережа взаємопов'язаних компонентів, які працюють разом для забезпечення функціональності та продуктивності системи. Ця архітектура створює надійну та ефективну платформу для обміну інформацією та взаємодії користувачів.
Взаємодія з користувачами
Інформаційна система NGS надає різні можливості для взаємодії з користувачами, забезпечуючи комфортне використання функціональних можливостей.
Веб-інтерфейс системи дозволяє користувачам легко і інтуїтивно здійснювати доступ до необхідної інформації. Головна сторінка системи надає зручний доступ до основних розділів і сервісів, таким як новини, погода, банківські послуги, Обмін валют і багато іншого.
Для зручності користувачів система NGS пропонує можливість створення і налаштування облікових записів. Користувачі можуть реєструватися в системі і налаштовувати свій профіль, додавати цікавлять розділи і сервіси в обране, а також отримувати персоналізовані новини і повідомлення.
Всередині інформаційної системи NGS також існує можливість взаємодії з користувачами через систему зворотного зв'язку. Користувачі можуть задавати питання, надсилати відгуки та пропозиції, а також повідомляти про проблеми чи несправності. Для цього передбачена спеціальна форма зворотного зв'язку.
Крім того, система NGS забезпечує можливість коментування матеріалів і обговорення тим і новин серед користувачів. Для цього передбачені спеціальні розділи і функціонал, який дозволяє активно брати участь в спілкуванні і обміні думками.
Всі ці можливості взаємодії з користувачами роблять інформаційну систему NGS зручною і корисною для широкого кола людей, забезпечуючи комфортне використання і задоволення потреб користувачів.
Обробка та аналіз даних
Після збору даних за допомогою інструментів секвенування інформаційна система NGS здійснює їх обробку та аналіз.
Першим кроком обробки є якісне контролювання даних. У цьому процесі здійснюється видалення адаптерів, фільтрація низькоякісних читань і видалення контигів з низькою якістю. Це дозволяє поліпшити якість даних і виключити помилки, що виникають через технічні проблеми.
Потім слід збірка геному. У процесі складання інформаційна система поєднує короткі фрагменти ДНК у довгі послідовності, які називаються контигами. Це відбувається за допомогою спеціальних алгоритмів, які враховують перекриття між фрагментами.
Після складання геному відбувається анотація - визначення функціонального значення контигів і їх розташування на геномі. У цьому процесі використовуються бази даних з анотацією геномів різних організмів.
Аналіз даних включає порівняльну геноміку-порівняння геномів різних організмів для виявлення подібностей та відмінностей у генетичній інформації. Також проводиться аналіз експресії генів-визначення того, які гени активні в певних умовах. Це дозволяє встановити зв'язок між генетичною інформацією та функціями організмів.
Інформаційна система NGS надає інструменти для візуалізації даних, звітування та додаткового аналізу, що дозволяє дослідникам більш повно вивчати геном та отримувати цінні наукові результати.
Захист та безпека даних
Інформаційна система NGS має високий рівень захисту даних, щоб забезпечити конфіденційність і безпеку інформації Користувачів.
Основні заходи безпеки, що застосовуються в NGS:
- Шифрування даних: всі передані і зберігаються дані зашифровані з використанням сучасних криптографічних алгоритмів. Це дозволяє запобігти несанкціонованому доступу до інформації.
- Аутентифікація: для входу в систему потрібно авторизація з використанням логіна і пароля. Додатково можуть бути застосовані багатофакторна аутентифікація або інші методи ідентифікації користувача.
- Авторизація: Кожен користувач має певний рівень доступу до даних у системі. Це дозволяє обмежити доступ до конфіденційної інформації тільки тим користувачам, яким це необхідно.
- Моніторинг та аудит: система NGS оснащена механізмами моніторингу та аудиту, що дозволяють відстежувати доступ до даних, а також виявляти та запобігати спробам несанкціонованого доступу.
- Фізична безпека: сервера, на яких зберігаються дані NGS, знаходяться в спеціально обладнаних приміщеннях з обмеженим доступом. Також застосовуються додаткові заходи безпеки, такі як Відеоспостереження і контроль доступу.
- Резервне копіювання: дані системи регулярно резервуються, щоб запобігти їх втраті внаслідок технічних збоїв або різних надзвичайних ситуацій.
Безпека даних є пріоритетом для NGS, і тому команда системи постійно працює над вдосконаленням заходів безпеки і стежить за дотриманням сучасних стандартів безпеки даних.