CN107609349A - 一种生物分析平台中的项目实施质控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物分析平台中的项目实施质控系统，包括：分配单元，用于基于用户的生物信息分析项目信息自动分配相应的平台支持单元；平台支持单元，用于基于数据库中预设的生物信息领域技术信息，对用户的生物信息分析项目信息进行分析，生成生物信息分析项目发布需求信息；项目发布单元，用于基于生成的生物信息分析项目发布需求信息，发布相应的生物信息分析项目；项目实施单元，用于工程师接受发布的生物信息分析项目，并将完成的信息上传；评审单元，用于基于生物信息分析项目评审规则对工程师上传的信息进行评审，生成相应的评审信息，并将评审信息发送至相应的客户，实现了能够有效对生物信息分析项目质量进行控制的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及铁路接触网检测领域，具体地，涉及一种生物分析平台中的项目实施质控系统。
背景技术
生物信息分析项目是分析基因序列中表达的结构功能特征，需要根据科学研究目的，利用计算机对生物信息进行储存、检索和分析。整个项目涉及到生物学、计算机、数学等多个学科，如何对项目质量的实际情况进行准确度量、如何控制项目进度质量、如何反馈项目技术问题并采取纠偏措施显得非常重要。
传统的企业没有采用在线的互联网平台的模式来做多层次的质量控制，多是企业内部的工作流程，相对来说存在以下的问题：
1.仅供企业内部人员了解，客户不能实时查看信息，导致项目信息沟通的封闭和滞后；
2.不是作为第三方的质控平台，可能存在质控上的不严格；
3.很多企业没有专业人员进行质控，也没有在项目实施的每一个重要节点进行与客户的交互，征询意见。
发明内容
本发明提供了一种生物分析平台中的项目实施质控系统，解决了传统的生物信息分析项目质量无法有效控制的技术问题，实现了通过本系统能够有效对生物信息分析项目质量进行控制的技术效果。
为实现上述发明目的，本申请提供了一种生物分析平台中的项目实施质控系统，所述系统包括：
分配单元，用于基于用户的生物信息分析项目信息自动分配相应的平台支持单元；
平台支持单元，用于基于数据库中预设的生物信息领域技术信息，对用户的生物信息分析项目信息进行分析，生成生物信息分析项目发布需求信息；
项目发布单元，用于基于生成的生物信息分析项目发布需求信息，发布相应的生物信息分析项目；
项目实施单元，用于工程师接受发布的生物信息分析项目，并将完成的信息上传；
评审单元，用于基于生物信息分析项目评审规则对工程师上传的信息进行评审，生成相应的评审信息，并将评审信息发送至相应的客户。
进一步的，所述项目实施单元具体包括：
拆分单元，用于将生物信息分析项目拆分为多个阶段性生物信息分析子项目；
上传单元，用于工程师上传完成的阶段性生物信息分析子项目；
检测单元，用于对上传的阶段性生物信息分析子项目进行检测，并将检测结果反馈给相应的工程师。
其中，平台支持单元为通过大数据采集建立数据库，通过采集大量的生物信息分析技术员相关的专业信息，利用采集的信息建立相应的数据库，用于在系统运行时进行支持。
进一步的，所述系统还包括评分单元，用于用户基于工程师上传的生物信息分析项目质量对相应的工程师进行评分。
进一步的，所述系统还包括分析内容选择单元，用于选择生物信息分析项目的标准化分析或个性化分析。
进一步的，对Small RNA(小RNA)测序分析时，标准化分析内容为：a、数据过滤质控及统计；b、Small RNA长度分布统计；c、品间的公共序列和特异序列的分析；d、Small RNA在选定的参考基因组上的分布；e、Small RNA与rRNA(核糖体RNA)、tRNA(转运RNA)、snRNA(细胞内有小核RNA)、snoRNA(核仁小分子RNA)的比对信息；f、Small RNA与重复序列的比对信息；
个性化分析内容包括：a、已知miRNA(micro RNA，微小RNA)和novel miRNA(新的微小RNA)的靶基因预测；b、已知miRNA和Novel miRNA靶基因GO(Gene Onotology,基因本体)注释和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，京都基因与基因组百科全书)；c、已知miRNA的碱基编辑分析；d、已知miRNA差异分析和聚类分析；e、novel miRNA差异分析和聚类分析；f、差异miRNA靶基因预测；g、差异miRNA靶基因GO注释和KEGG通路分析。
Small RNA:Small RNA是指在生物体中表达的，不编码蛋白，长度较短(18～30nt或40nt)的RNA分子，参与诱导基因沉默，参与细胞生长、发育、基因转录和翻译等诸多生命活动的调控过程。主要包括：miRNA、ncRNA、siRNA、snoRNA、piRNA、rasiRNA等等。家族成员众多。
miRNA:microRNA，简称miRNA，是目前功能研究较为透彻的一类小RNA(20～25nt)。miRNA通过与特定mRNA的结合调节相应基因的表达，这些基因称为该mRNA的靶基因。
siRNA:小干扰RNA(Small interfering RNA；siRNA).有时称为短干扰RNA(shortinterfering RNA)或沉默RNA(silencing RNA)，是一个长20到25个核苷酸的双链RNA，在生物学上有许多不同的用途。
piRNA:(Piwi-interactingRNA)是从哺乳动物生殖细胞中分离得到的一类长度约为30nt的小RNA，并且这种小RNA与PIWI蛋白家族成员相结合才能发挥它的调控作用。
进一步的，所述项目实施单元还用于工程师基于生物信息分析项目，生成项目实施计划，并将项目实施计划发送给客户。
进一步的，Small RNA测序分析时，项目实施单元生成的的项目实施计划为：
A、建库测序，具体步骤包括：提取样本组织中的RNA、进行RNA质量检测、合格的RNA进行文库构建、对PCR文库进行上机测序、产出的测序数据保存到服务器；其中，质量检测的内容包括：样品类型：完整且无污染的总RNA；样品需求量(单次)：≥10μg；样品浓度：≥200ng/μl；样品纯度：OD 260/280＝1.8～2.2、OD 260/230≥2.0、28S:18S≥1.5、RIN≥8.0、23S:16S≥1.5(此项要求只针对原核生物)；提取总RNA时请不要使用Qiagen等公司的过柱试剂盒，也不要使用LiCl沉淀；如果是使用mirVanaTMmiRNA Isolation Kit等试剂盒回收的<200nt的Small RNA(无法判断RNA的完整性)，测序请提供浓度≥20ng/μl、总量≥1μg的RNA样品。Small RNA:是长度在18-40nt的非编码RNA，在基因表达调控中发挥着重要的作用。
B、标准化分析，具体步骤包括：对原始的测序数据进行质控，合格的测序数据比对到基因组和数据库、small RNA表达水平计算,差异miRNA筛选等；
标准分析的具体内容为：
1.数据产出统计，对原始测序数据去接头，去低质量，去污染；
2.18-30nt small RNA的长度分布；
3.样品间的公共序列和特异序列的分析；
4.Small RNA碱基偏好性分析；
5.Small RNA在选定的参考基因组上的分布(只能选定一个参考基因组)；
6.Small RNA与rRNA、tRNA、snRNA、snoRNA的比对信息；
7.Small RNA与重复序列的比对信息(需提供选定参考基因组对应的重复序列注释信息)；
8.Small RNA与exon/intron的比对信息(需提供选定参考基因组对应的基因注释信息)；
9.Small RNA与miRBase中指定范围的已知的miRNA的比对；
10.按照优先级将small RNA进行分类注释；
11.未注释的small RNA预测，预测新的miRNA，绘制新miRNA的二级结构图；
12.已知miRNA的表达量统计；
13.已知miRNA的家族分析(需要提供参考物种拉丁文名称)；；
(此处14-19条miRNA包括已知的miRNA和预测出的新的miRNA)；
14.样品间miRNA差异分析(2个或2个以上样品)和聚类分析(3个或3个以上样品)；
15.MiRNA靶基因预测(需要提供基因编码序列，可选择多做预测算法)；
16.MiRNA靶基因GO注释和KEGG通路分析；
17.MiRNA的碱基编辑分析(已知miRNA)；
18.差异MiRNA靶基因预测；
19.差异MiRNA靶基因GO注释和KEGG通路富集分析；
C、个性化分析，具体步骤包括：对差异的miRNA使用相关软件进行靶基因预测、对靶基因进行GO富集分析，kegg通路分析。
已知miRNA分析：采用与Unigene注释类似的方法，将tags和所有物种的pre-miRNA与成熟miRNA进行比对，得到tags的miRNA家族信息。
小RNA分类注释：综合以上基因组比对结果及数据库注释结果。有冲突时，用rRNAetc(Genbank>Rfam)>known miRNA(miRbase)>repeat>exon>intron的顺序进行注释。
新miRNA预测对象：小RNA分类注释后尚存的无注释小RNA。
miRNA表达差异分析：该步骤与RNA-Seq的差异表达分析完全相同。对已知与新miRNA在各样品中的表达量进行假设检验，计算p-value，并使用多重假设检验校正P值，得到错误发现率(FDR)。miRNA在两样品中的表达量差异倍数越大，FDR越小，表明表达差异越显著。我们
将差异倍数大于2倍，且FDR≤0.001的miRNA作为差异miRNA(可以根据需要调整)。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
当客户需要寻找工程师进行生物信息分析时，利用本申请的系统可以在完成分析的同时，能够良好的把控项目分析的质量，具体为：首先通过分配单元基于用户的生物信息分析项目信息自动分配相应的平台支持单元，然后利用平台支持单元基于数据库中预设的生物信息领域技术信息，对用户的生物信息分析项目信息进行分析，生成生物信息分析项目发布需求信息；然后用户基于生成的生物信息分析项目发布需求信息，发布相应的生物信息分析项目；然后工程师利用项目实施单元接受发布的生物信息分析项目，并将完成的信息上传，最后利用评审单元基于生物信息分析项目评审规则对工程师上传的信息进行评审，生成相应的评审信息，并将评审信息发送至相应的客户，通过建立的平台支持单元、评审单元对项目的质量进行智能化的监控，提高了生物分析项目质控的效率和效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是本申请中生物分析平台中的项目实施质控系统组成示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种生物分析平台中的项目实施质控系统，解决了传统的生物信息分析项目质量无法有效控制的技术问题，实现了通过本系统能够有效对生物信息分析项目质量进行控制的技术效果。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
请参考图1，本申请提供了一种生物分析平台中的项目实施质控系统，所述系统包括：
分配单元，用于基于用户的生物信息分析项目信息自动分配相应的平台支持单元；
平台支持单元，用于基于数据库中预设的生物信息领域技术信息，对用户的生物信息分析项目信息进行分析，生成生物信息分析项目发布需求信息；
项目发布单元，用于基于生成的生物信息分析项目发布需求信息，发布相应的生物信息分析项目；
项目实施单元，用于工程师接受发布的生物信息分析项目，并将完成的信息上传；
评审单元，用于基于生物信息分析项目评审规则对工程师上传的信息进行评审，生成相应的评审信息，并将评审信息发送至相应的客户。
本发明系统针对生物信息分析的特征，在生物信息分析项目的整个生命周期进行全过程的质量监控管理。
利用本申请的系统具体项目实施质控过程描述如下：
1、客户发布需求时，对每个项目需求配置相应的平台支持单元，利用平台支持单元获得客户的需求，梳理项目需求。
2、对工程师提交的技术方案，由对应的平台支持单元进行方案评审，并基于评审结果给客户提供技术方面的建议。
3、项目成交后，由工程师提交项目实施计划，由评审单元进行评审，向客户提交评审意见。
4、在项目实施过程中，工程师提交阶段性报告，评审单元参照项目实施计划进行相应评审，由客户进行确认。
5、项目完成后，通过评分单元客户对承接工程师进行评分。
具体发布过程如下：
步骤1：客户发布需求时，利用平台支持单元对每个项目需求配置相应的需求数据，便于用户梳理项目需求。
(1)对客户发布项目需求时，利用平台支持单元对每个项目需求配置相应的数据选择，用于用户进行选择。
(2)平台对每种类型的生物信息分析项目，提供默认的标准化、个性化、定制化分析内容，平台支持单元根据客户需求，梳理项目需求，并在此基础上提供专业技术建议。
例如针对Small RNA测序分析，默认的标准化分析内容为：
a.数据过滤质控及统计；
b.小RNA长度分布统计；
c.样品间的公共序列和特异序列的分析；
d.Small RNA在选定的参考基因组上的分布；
e.Small RNA与rRNA、tRNA、snRNA、snoRNA的比对信息；
f.Small RNA与重复序列的比对信息……
提供的个性化、定制化分析内容包括：
a.已知miRNA和novel miRNA的靶基因预测；
b.已知miRNA和Novel miRNA靶基因GO注释和KEGG；
c.已知miRNA的碱基编辑分析；
d.已知miRNA差异分析和聚类分析；
e.novel miRNA差异分析和聚类分析；
f.差异miRNA靶基因预测；
g.差异miRNA靶基因GO注释和KEGG通路分析……。
步骤2：对工程师提交的技术方案，由对应的评审单元进行方案评审，给客户提供技术方面的建议。
(1)平台提供针对不同生物信息分析类型的技术方案库，工程师可选择对应的方案模板，针对具体的项目需求进一步细化。
(2)评审单元对工程师提交的技术方案进行评审，标注评审建议后提交给客户。
步骤3：项目成交后，由工程师提交项目实施计划，由评审进行评审，向客户提交评审意见。
(1)平台根据项目的生物信息分析类型和要求，生成默认的项目实施计划，工程师可在此基础上进行调整。
例如针对Small RNA测序分析，分析内容包括标准化和个性化分析，平台默认的项目实施计划为：
a.建库测序，具体步骤包括：取样、样品检测、建库测序、上机测序、测序结果下机；
b.标准化分析，具体步骤包括：质控、比对、sRNA表达水平计算等；
c.个性化分析，具体步骤包括：靶基因预测、差异分析、通路分析等
步骤4：在项目实施过程中，工程师提交阶段性报告，评审单元参照项目实施计划进行技术建议，由客户进行确认。
步骤5：项目完成后，客户对承接工程师进行评分。评分结果将会影响工程师的评分等级，对下一次工程师承接项目提供一定的参考。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种生物分析平台中的项目实施质控系统，其特征在于，所述系统包括：
分配单元，用于基于用户的生物信息分析项目信息自动分配相应的平台支持单元；
平台支持单元，用于基于数据库中预设的生物信息领域技术信息，对用户的生物信息分析项目信息进行分析，生成生物信息分析项目发布需求信息；
项目发布单元，用于基于生成的生物信息分析项目发布需求信息，发布相应的生物信息分析项目；
项目实施单元，用于工程师接受发布的生物信息分析项目，并将完成的信息上传；
评审单元，用于基于生物信息分析项目评审规则对工程师上传的信息进行评审，生成相应的评审信息，并将评审信息发送至相应的客户。
2.根据权利要求1所述的生物分析平台中的项目实施质控系统，其特征在于，所述项目实施单元具体包括：
拆分单元，用于将生物信息分析项目拆分为多个阶段性生物信息分析子项目；
上传单元，用于工程师上传完成的阶段性生物信息分析子项目；
检测单元，用于对上传的阶段性生物信息分析子项目进行检测，并将检测结果反馈给相应的工程师。
3.根据权利要求1所述的生物分析平台中的项目实施质控系统，其特征在于，所述系统还包括评分单元，用于用户基于工程师上传的生物信息分析项目质量对相应的工程师进行评分。
4.根据权利要求1所述的生物分析平台中的项目实施质控系统，其特征在于，所述系统还包括分析内容选择单元，用于选择生物信息分析项目的标准化分析或个性化分析。
5.根据权利要求4所述的生物分析平台中的项目实施质控系统，其特征在于，对SmallRNA测序分析时，标准化分析内容为：a、数据过滤质控及统计；b、Small RNA长度分布统计；c、品间的公共序列和特异序列的分析；d、Small RNA在选定的参考基因组上的分布；e、Small RNA与rRNA、tRNA、snRNA、snoRNA的比对信息；f、Small RNA与重复序列的比对信息；
个性化分析内容包括：a、已知miRNA和novel miRNA的靶基因预测；b、已知miRNA和Novel miRNA靶基因GO注释和KEGG；c、已知miRNA的碱基编辑分析；d、已知miRNA差异分析和聚类分析；e、novel miRNA差异分析和聚类分析；f、差异miRNA靶基因预测；g、差异miRNA靶基因GO注释和KEGG通路分析。
6.根据权利要求1所述的生物分析平台中的项目实施质控系统，其特征在于，所述项目实施单元还用于工程师基于生物信息分析项目，生成项目实施计划，并将项目实施计划发送给客户。
7.根据权利要求6所述的生物分析平台中的项目实施质控系统，其特征在于，SmallRNA测序分析时，项目实施单元生成的的项目实施计划为：
A、建库测序，具体步骤包括：取样、样品检测、建库测序、上机测序、测序结果下机；
B、标准化分析，具体步骤包括：质控、比对、sRNA表达水平计算；
C、个性化分析，具体步骤包括：靶基因预测、差异分析、通路分析。
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