Die neu entwickelte Software BRAKER3 revolutioniert die Genomannotation und bietet Wissenschaftlern weltweit ein leistungsstarkes Instrument zur Identifizierung und Kennzeichnung relevanter Merkmale in genomischen Sequenzen. Dieser bedeutende Fortschritt in der bioinformatischen Forschung wurde von einem Team der Universität Greifswald in Zusammenarbeit mit Kollegen des Georgia Tech Institute of Technology in Atlanta (USA) entwickelt. Die Software nutzt die Tatsache aus, dass verschiedene Arten trotz ihres weit zurückliegenden evolutionären Ursprungs ähnliche Gene in ähnlicher Form besitzen können.
Die präzise Bestimmung der Struktur proteinkodierender Gene in Genomsequenzen ist entscheidend für das biologische Verständnis des Lebens. Die Erfassung dieser Gene bei Eukaryoten, zu denen Tiere, Menschen, Pflanzen und Pilze gehören, ist eine der großen Herausforderungen des EarthBioGenome Projekts, bei dem die Genome von mindestens 1,5 Millionen eukaryotischen Spezies sequenziert werden sollen. Ein erfolgreiches Genomprojekt kann zu gezielteren Maßnahmen zur Bekämpfung von Krankheiten, dem Studium der Genfunktionen bei Insekten oder der Verbesserung der Pflanzenzüchtung beitragen.
Die Entwicklung von BRAKER3 berücksichtigt die Schwierigkeiten des überwachten Lernens, die viele Werkzeuge zur Genomannotation aufweisen. Die Software übertrifft in Benchmark-Tests ihre Vorgängerversionen deutlich und zeichnet sich besonders bei Arten mit großen und komplexen Genomen wie der Maus und dem Huhn aus. Dank der neuen Software können Transkriptom- und Proteindaten simultan verwendet werden, was zu einer gesteigerten Genauigkeit führt.
Die Universität Greifswald spielt eine entscheidende Rolle in der Entwicklung von BRAKER3, die von einem Team unter der Leitung von Prof. Dr. Mario Stanke durchgeführt wurde. Die Software repräsentiert einen wesentlichen Fortschritt in der Genauigkeit und Automatisierbarkeit der eukaryotischen Genomannotation. Die Schaffung eines Tools mit einer wachsenden Anzahl von Nutzern wird von der internationalen Forschungscommunity positiv aufgenommen. Die klare Strukturierung der Software, die in isolierten Paketen läuft und auf verschiedenen Computersystemen ohne zusätzliche Anpassungen funktioniert, wird besonders geschätzt. In der weiteren Entwicklung soll BRAKER3 noch spezifischer werden, um den strengen Grammatikregeln zu Genen gerecht zu werden.
Für weitere Informationen zum Projekt steht PD Dr. Katharina Hoff vom Institut für Mathematik und Informatik an der Universität Greifswald als Ansprechpartnerin zur Verfügung. Die Veröffentlichung der Software sowie relevante Publikationen können auf der Website der Arbeitsgruppe AG Bioinformatik am Institut für Mathematik und Informatik der Universität Greifswald gefunden werden.