Fenomika - Phenomics
Fenomika jest systematycznym badaniem fenotypów i została wymyślona przez UC Berkeley i naukowca LBNL Stevena A. Garana. Jako taki, jest to transdyscyplinarny obszar badań obejmujący biologię , nauki o danych , inżynierię i inne dziedziny. Fenomika zajmuje się pomiarem zjawisk, przy czym fenom jest zbiorem fenotypów (cech fizycznych i biochemicznych), które dany organizm może wytworzyć w toku rozwoju oraz w odpowiedzi na mutacje genetyczne i wpływy środowiska. Koncepcje fenomiki są wykorzystywane w genomice funkcjonalnej , badaniach farmaceutycznych , inżynierii metabolicznej , badaniach rolniczych i coraz częściej w filogenetyce .
Jeden z głównych obszarów wysiłków obejmuje poprawę, zarówno jakościową, jak i ilościową, zdolności do pomiaru zjawisk.
Aplikacje
Nauki o roślinach
W naukach o roślinach badania nad fenomiką odbywają się zarówno w warunkach terenowych, jak i kontrolowanych. Fenomika terenowa obejmuje pomiar fenotypów występujących zarówno w warunkach uprawnych, jak i naturalnych, podczas gdy badania nad fenomiką środowiska kontrolowanego obejmują stosowanie szklarni, komór wzrostu i innych systemów, w których można manipulować warunkami wzrostu. TERRA-REF Gantry w Maricopa w Arizonie to platforma opracowana do pomiaru fenotypów polowych, a inicjatywa Maize Genomes to Fields jest przykładem wielkoskalowego, rozproszonego projektu fenomiki polowej w wielu środowiskach i latach. Systemy środowiska kontrolowanego obejmują Enviratron na Uniwersytecie Stanowym Iowa , halę do uprawy roślin w budowie w IPK oraz platformy w Centrum Nauki Roślin Donalda Danfortha , Uniwersytecie Nebraska-Lincoln i innych miejscach.
Nauki farmaceutyczne
Profilowanie fenomiki komórek staje się potężną technologią do badania odpowiedzi komórkowych na zaburzenia genetyczne lub chemiczne. Mikroskopia wysokiej zawartości, w połączeniu z sondami fluorescencyjnymi, może być wykorzystywana do rejestrowania bogatych informacji fenotypowych. Analiza fenomiczna komórek jest wykorzystywana m.in. do badań genomiki funkcjonalnej, fenotypowania chorób, identyfikacji celu złożonego, przewidywania mechanizmu działania (MoA) oraz badań toksyczności.
Normy, metody, narzędzia i oprzyrządowanie
Minimalna informacja o eksperymencie z fenotypowaniem roślin (MIAPPE) jest dostępna i stosowana przez wielu badaczy zbierających i organizujących dane o fenomice roślin. Istnieją nowe metody analizy, w tym różnorodny zestaw pakietów oprogramowania do widzenia komputerowego dostępnych za pośrednictwem PlantCV. Wiele grup badawczych koncentruje się na opracowywaniu systemów wykorzystujących interfejs API hodowli, standardową specyfikację interfejsu API usługi sieciowej RESTful do przekazywania danych dotyczących hodowli roślin.
Australian Plant Phenomics Facility (APPF), inicjatywa rządu australijskiego, opracowała szereg nowych instrumentów do kompleksowych i szybkich pomiarów fenotypów zarówno w laboratorium, jak iw terenie. NAPPN prowadzi listę zakładów zajmujących się fenomiką roślin w Ameryce Północnej.
Koordynacja badań i społeczności
Międzynarodowa Sieć Fenotypowania Roślin (IPPN) to organizacja, której celem jest umożliwienie wymiany wiedzy, informacji i ekspertyz w wielu dyscyplinach związanych z fenomiką roślin poprzez zapewnienie sieci łączącej członków, operatorów platform, użytkowników, grupy badawcze, programistów i decydentów . Do partnerów regionalnych należą Europejska Sieć Fenotypowania Roślin (EPPN), Północnoamerykańska Sieć Fenotypowania Roślin (NAPPN) i inni.
Europejska infrastruktura badawcza do fenotypowania roślin, EMPHASIS, umożliwia naukowcom korzystanie z obiektów, usług i zasobów do wieloskalowego fenotypowania roślin w całej Europie. Projekt EMPHASIS ma na celu promowanie przyszłego bezpieczeństwa żywnościowego i rolnictwa w zmieniającym się klimacie poprzez umożliwienie naukowcom lepszego zrozumienia wydajności roślin i przełożenia tej wiedzy na zastosowanie.
Zobacz też
- PhenomicDB , baza danych łącząca dane fenotypowe i genetyczne kilku gatunków
- Mikromacierz fenotypów
- Human Fenotype Ontology , formalna ontologia ludzkich fenotypów
Bibliografia
Dalsza lektura
- szylinga, CH; Edwards, JS; Palsson, BO (1999). „W kierunku fenomiki metabolicznej: analiza danych genomowych za pomocą bilansów strumieni”. Postęp biotechnologii . 15 (3): 288–295. doi : 10.1021/bp9900357 . PMID 10356245 .
- Gerlai, R. (2002). „Fenomika: fikcja czy przyszłość?”. Trendy w neuronaukach . 25 (10): 506–509. doi : 10.1016/S0166-2236(02)02250-6 . PMID 12220878 .