iBeetle-Base: Ausbau zu einer vernetzten, interaktiven und erweiterbaren Datenbank für phänotypische Daten

• Antragsteller: Professor Dr. Gregor Bucher; Zeki Mustafa Dogan, seit 1/2024
• Fachliche Zuordnung: Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417202192

Die Entwicklung eines Organismus wird von Genen gesteuert. Daher ist es wichtig zu untersuchen, wie Gene funktionieren und wie sie reguliert werden, um die Entwicklung, Physiologie und Evolution von Arthropoden zu verstehen. Dieses Wissen ermöglicht neue Strategien zur Bekämpfung von Schadinsekten und Vektoren, wie z.B. die Identifizierung neuer Zielgene für die Schädlingsbekämpfung. Genomische Sequenzen sind für viele Organismen verfügbar und integrierte genomische Datenbanken ermöglichen einen speziesübergreifenden Vergleich von Gensequenzen. Allerdings bleiben umfangreiche Datensets über die Funktion von Genen (phänotypische Daten) auf wenige hoch etablierte Modellsysteme beschränkt, wobei die Fliege Drosophila melanogaster bislang der einzige Vertreter der Arthropoden war. Mit dem von der DFG geförderten iBeetle-Screen haben wir RNA-Interferenz (RNAi) im roten Mehlkäfer Tribolium castaneum verwendet, um einen genomweiten Datensatz zur Genfunktion zu erstellen. Dies ist der erste große phänotypische Datensatz in einem Arthropoden außerhalb von Drosophila. Dieser phänotypische Datensatz wird in iBeetle-Base gespeichert und zur Verfügung gestellt. Über projektbezogene Daten hinaus bietet iBeetle-Base zusätzliche Informationen, die für das Studium von Genfunktionen innerhalb und außerhalb der Community nützlich sind, wie beispielsweise ein integrierter Genombrowser, Sequenzdaten, Homologieinformationen und Werkzeuge, Links und Ressourcen für die Community. Um iBeetle-Base (http://ibeetle-base.uni-goettingen.de) mit anderen Datenbanken zu integrieren, haben wir wechselseitige Verbindungen zu FlyBase aufgebaut und bieten eine Funktion an, bei der Spezialisten der Community GO-Begriffe für die Gene ihres Interesses beisteuern können.In diesem Projekt wollen wir die langfristige Verfügbarkeit, Interoperabilität und Erweiterbarkeit von iBeetle-Base sicherstellen und damit das Bedürfnis nach phänotypischen Datenbanken erfüllen. Dazu aktualisieren wir die Software-Architektur auf Microservices, die offene APIs für die Daten bereitstellen, was sowohl Erweiterung als auch Wartung erleichtert. Die Integration von Ontologien und andere Maßnahmen führen zur Interoperabilität mit anderen Daten, so dass die Möglichkeit für artübergreifende Vergleiche, beispielsweise mit der Fliege, eröffnet wird. Darüber hinaus planen wir, die Daten mit GO-Begriffen und anderen Informationen anzureichern, wobei wir den Bedürfnissen der Community Priorität einräumen. Damit die Datenbank entsprechend dem ständigen Zuwachs neuer Ergebnisse im Feld wächst, möchten wir es der Community ermöglichen, Daten hinzuzufügen (Community Edition). Zusammen erhöhen diese Maßnahmen erheblich den Wert der Daten für die Tribolium-Community und darüber hinaus. Außerdem können die entwickelte Struktur und die Werkzeuge als Vorlage für Datenbanken für phänotypische Daten anderer Arthropoden verwendet werden, deren gemeinsame APIs dann Art-übergreifende Anfragen und Recherchen ermöglichen werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsdaten und Software (Wiss. Literaturversorgung und Informationssysteme)
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Wolfram Horstmann, bis 12/2023