Einführung

Willkommen bei Genestrip Web!

Genestrip Web ist eine Software für die Metagenomische Analyse von DNA-Sequenzierungsdaten. Über eine einfache Web-Oberfläche können Sie eine entspr. Analyse auch ohne Schulung oder spezielles IT-Fachwissen durchführen.

GeneStrip Web besteht aus drei Teilen:

  1. Die Web-basierte Benutzeroberfläche mit einem Programmteil zur Verarbeitung der DNA-Daten.
  2. Das eigentliche Analyseprogramm namens GeneStrip.
  3. Einer Sammlung von sogenannten Datenbanken, um DNA-Fragmente dem passenden Organismus zuzuweisen.

Genestrip Web benötigt Eingabedateien für die Analyse im fastq-Format - also als sogenannte fastq-Dateien. Diese müssen zuvor mit einem DNA-Sequencer aus einer Umwelt- oder Gewebeprobe erzeugt werden. Der Schritt ist aufwändig und kann meist nur von geschultem Personal in biologischen bzw. genetischen Fachlaboren durchgeführt werden. Die anschließende Analyse von fastq-Dateien mit GeneStrip Web ist hingegen einfach.

Das Ergebnis einer Analyse mit GeneStrip Web ist eine CSV-Datei, die man z.B. mit MS Excel öffnen kann oder auch direkt mit GeneStrip Web ansehen kann. Die Datei enthält verschiedene statistische Werte darüber, für welche Organismen “Treffer” in der fastq-Datei vorliegen. Daraus können Sie häufig Rückschlüsse über die in der Probe vorhandenen Organismen ziehen.

Die folgende Abbildung zeigt den schematisch gesamten Prozess.

Metagenomischer Analyseprozess

  1. Die Probenentnahme liefert eine Umwelt- oder Gewebeprobe.
  2. Die DNA-Sequenzierung der Probe liefert eine oder mehrere fastq-Dateien.
  3. Die Analyse mit GeneStrip-Web liefert dazu CSV-Dateien.
  4. Die CSV-Dateien werden von Forschern und Experten genutzt, um Rückschlüsse über die in der Probe vorhandenen Organismen zu ziehen.

Wichtig: Das Analyseverfahren mit Genestrip Web bzw. Genestrip ist keinesfalls für die medizinische Diagnostik geeeignet!

Online-Demo

Eine Online-Demo von Genestrip Web finden Sie hier:

https://genestrip.it.hs-heilbronn.de/gweb

Die Online-Demo zeigt u.a. Analyseergebnisse zur Analyse von 6 Zecken entsprechend der Nature-Publikation “Metagenomic surveillance for bacterial tick-borne pathogens using nanopore adaptive sampling”.

Dazu wurden die fastq-Dateien aus der Publikation mit Genestrip Web analysiert. Es konnten alle ensprechenden Ergebnisse aus der Publikation nachvollzogen werden. Sie können diese ohne Anmeldung in der Online-Demo ansehen. Auch Informationen zu einigen der bereitgestellten Datenbanken können Sie ohne Anmeldung in der Online-Demo ansehen.

Analysen können in der Online-Demo nicht ohne Anmeldung durchgeführt werden.

Vorteile im Überblick

  • GeneStrip Web kann mit wenigen Klicks auf gängigen, modernen Windows-PCs installiert und betrieben werden, während andere metagenomische Analysewerkzeuge vornehmlich auf Unix-Systemen arbeiten. (Genestrip Web kann zusätzlich auch auf Macs, Linux usw. betrieben werden.)
  • GeneStrip Web stellt eine einfach zu bedienende Web-Oberfläche bereit, während andere metagenomische Analysewerkzeuge über Kommandozeilenbefehle bedient werden müssen. (Das enthaltene Kernsystem GeneStrip kann dennoch ebenso von der Kommendozeile aus benutzt werden.)
  • GeneStrip Web stellt eine interessante und praxis-relevante Sammlung von Datenbanken zur einfachen Installation bereit, die viele menschliche Pathogene abdeckt. Weitere Datenbanken können von IT-Administoren mit moderatem Aufwand mittels GeneStrip generiert werden.
  • Im Vergleich zu alternativen Systemen, wie etwa KrakenUniq, benötigt GeneStrip Web vergleichsweise wenig Hauptspeicher für entsprechend spezialisierte Analysedatenbanken.
  • Im Gegensatz etwa zu Kraken2 liefert GeneStrip Web sehr exakte und umfangreiche Analyseergebnisse für zugeordnete Organismen.

Lizenz

Genestrip Web oder kurz “gweb” ist frei für den nicht-kommerziellen Gebrauch unter dieser Lizenz (in englisch).

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