Sztuczna Inteligencja w służbie bioinformatyki: narzędzie do analizy DNA i białek z użyciem BioPython

W dziedzinie bioinformatyki pojawiło się nowe, obiecujące narzędzie oparte na sztucznej inteligencji. Wykorzystuje ono możliwości biblioteki BioPython i popularnych bibliotek Pythona, aby zaoferować kompleksową analizę sekwencji biologicznych wprost z Google Colab.

Nowe narzędzie ma za zadanie uprościć proces analizy danych biologicznych. Łączy w sobie funkcje takie jak pobieranie sekwencji, analizę molekularną, wizualizację, wyrównywanie sekwencji, konstrukcję drzew filogenetycznych i wyszukiwanie motywów. Dzięki temu, nawet osoby bez rozległej wiedzy bioinformatycznej mogą eksplorować pełne spektrum analiz sekwencji biologicznych.

Użytkownicy mogą rozpocząć pracę z gotowymi sekwencjami, takimi jak białko kolca SARS-CoV-2, prekursorem insuliny ludzkiej czy 16S rRNA E. coli. Alternatywnie, istnieje możliwość pobrania własnych sekwencji bezpośrednio z bazy danych NCBI.

Jedną z kluczowych zalet tego narzędzia jest wbudowana wizualizacja danych, oparta na bibliotekach Plotly i Matplotlib. Pozwala to na szybką i intuicyjną interpretację wyników analiz DNA i białek, bez potrzeby wcześniejszego przygotowywania środowiska pracy. Wszystko odbywa się w obrębie notesu Colab.

Narzędzie BioPython AI Agent oferuje szereg funkcji, w tym pobieranie i tworzenie sekwencji, analizę składu, obliczanie zawartości GC, translację i analizę właściwości białek. Umożliwia interaktywną wizualizację wyników. Dodatkowo, agent potrafi wykonywać parowanie sekwencji, budować drzewa filogenetyczne, skanować motywy, profilować użycie kodonów, analizować zawartość GC za pomocą okien przesuwnych oraz porównywać wiele sekwencji jednocześnie. Całość została zintegrowana w jeden kompleksowy potok analiz.

W ramach testów, narzędzie zostało wykorzystane do analizy sekwencji COVID Spike, insuliny ludzkiej i E. coli 16S. Wyniki potwierdziły, że agent AI skutecznie przeprowadza analizy nukleotydów, kodonów i zawartości GC, a także generuje porównawcze wizualizacje.

Możliwości wizualizacyjne narzędzia obejmują m.in. analizę składu nukleotydów, skanowanie zawartości GC w oknach przesuwnych dla E. coli 16S oraz profilowanie użycia kodonów dla sekwencji COVID Spike. Umożliwia również porównywanie sekwencji, wyszukiwanie motywu „ATG” oraz budowanie i wizualizację drzew filogenetycznych na podstawie pierwszych 300 nukleotydów każdej sekwencji.

Podsumowując, BioPython AI Agent to wszechstronne narzędzie, które może być wykorzystywane w projektach akademickich, edukacji bioinformatycznej oraz prototypowaniu badań. Integracja z wizualizacją i konstrukcją drzew filogenetycznych zapewnia intuicyjny i dogłębny wgląd w dane genetyczne. Pokazuje, jak otwarte narzędzia, takie jak BioPython, mogą być wykorzystane z nowoczesnymi potokami inspirowanymi sztuczną inteligencją, aby uprościć i przyspieszyć eksplorację danych biologicznych.