Die Genomforschung erlebt einen wichtigen Meilenstein durch die Entwicklung der Software BRAKER3, die von Wissenschaftlern der Universität Greifswald in Zusammenarbeit mit dem Georgia Tech Institute of Technology in Atlanta (USA) entwickelt wurde. Diese leistungsstarke Software dient der Genomannotation und ermöglicht die Identifizierung und Kennzeichnung vieler relevanter Merkmale genomischer Sequenzen. Dabei nutzt BRAKER3 die Tatsache, dass verschiedene Arten ähnliche Gene in ihrer DNA haben können, selbst wenn ihr evolutionärer Ursprung weit zurückliegt.
Die genaue Bestimmung der Struktur proteinkodierender Gene in Genomsequenzen ist essenziell für das biologische Verständnis des Lebens. Die Forschungssoftware BRAKER3 stellt einen bedeutenden Schritt forward in der Automatisierbarkeit und Genauigkeit der eukaryotischen Genomannotation dar. Unter Eukaryoten versteht man Zellen mit einem Zellkern, zu denen Tiere, Menschen, Pflanzen und Pilze zählen.
Ein zentrales Problem vieler bestehender Tools zur Genomannotation ist das überwachte Lernen, das auf Trainingsbeispielen aus Genen der Zielspezies basiert. BRAKER3 verbessert diesen Ansatz, indem es die kombinierte Evidenz aus Transkriptom- und Proteindaten in den Lernprozess integriert. In Benchmark-Tests mit verschiedenen Spezies hat sich BRAKER3 als deutlich effizienter erwiesen als seine Vorgängerversionen, insbesondere bei Arten mit komplexen Genomen.
Die internationale Forschungsgemeinschaft begrüßt die Entwicklung von BRAKER3, da die Software in isolierten Paketen läuft, ohne zusätzliche Anpassungen auf verschiedenen Computersystemen verwendet werden kann. Dieser Ansatz, bekannt als „Verpacken in Container“, wird durch die High Performance Computing Infrastruktur des Universitätsrechenzentrums in Greifswald unterstützt.
Die Weiterentwicklung von BRAKER3 sieht die Entwicklung und Schulung großer Sprachmodelle vor, da Genome als eine Art „biologische Sprache“ betrachtet werden, deren Gene einer bestimmten Grammatik folgen. Prof. Dr. Mario Stanke, Leiter der AG für Bioinformatik am Institut für Mathematik an der Universität Greifswald, betont die Bedeutung von BRAKER3 als einen bedeutenden Fortschritt in der Bioinformatik und als leistungsstarkes Instrument für die weltweite Genomannotation.