CN110689924A - 一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物信息领域，具体涉及一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选方法及系统。本发明通过获取基因的基本信息；结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。使用者将不需要具备敲除策略相关知识，只需要输入其感兴趣的基因，几分钟内即可得到一份分析详尽，结果完善的敲除策略报告，并且能随时、实时拿到各种基因打靶方案，省时省力，错误率低且效率高。

Description

一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选方法及系统
技术领域
本发明涉及生物信息领域，具体涉及一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选方法及系统。
背景技术
2007年，美国科学家MarioCapecchi、OliverSmith与英国科学家MartinEvans，凭借基因打靶技术共同分享了诺贝尔生理学奖或医学奖，奖励他们对小鼠ES胚胎细胞进行基因靶向操作也就是“基因打靶”的工作，评委会认为他们的研究成果“开创了全新的研究领域”，为人类攻克某些疾病提供了药物试验的动物模型。
ES基因打靶技术是指利用细胞DNA可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。比如科学家可以瞄准某一特定基因进行敲除操作，使其失去活性，进而研究该特定基因的功能。经过30年的发展，这些经典的技术已经成为小鼠基因改造无可替代的金标准。
但随着生物技术的发展，传统的基于ES的基因打靶技术已经远不能满足科学家们对工作效率的追求，我们需要更加高效便捷的基因编辑器。人工核酸内切酶技术的兴起为基因编辑提供新的可行性。科技界和生物产业界已经形成共识：CRISPR基因编辑将给基础研究和转化医学研究带来革命性变革，是下一代生物技术的核心。
当前并没有一款可以在线进行基因敲除策略分析，获得敲除策略报告的软件，传统操作中，获取一个基因的最优敲除策略需要一个具有多年丰富经验的策略专家进行纯手工的分析操作，将所有可能性结果进行排列组合，然后进行一系列策略分析，最终筛选出合适的基因敲除策略，并撰写详细的策略报告。完成所有分析，并获得一份敲除策略报告往往需要半天时间。如此操作既耗时又耗力。
而且，由于人工敲除策略筛选方案用时很长，因此需要投入很多人力才能满足一天内获得许多基因的敲除策略方案的需求。而不同专家间的思维模式不一样，在进行方案筛选的时候，倘若方案一与方案二的基因打靶成效相近，不同专家间筛选所得的最优敲除策略可能存在细微差异，会造成同一个基因在不同时期或者不同专家筛选所得最优策略不一致的情况。此外，敲除策略的报告撰写规范和格式等也会参差不齐。
所以，传统意义上的技术获得基因的敲除策略，需要丰富经验的专家来完成，无法快速的实现条件性敲除以及广泛敲除等多种敲除类型的敲除策略筛选，而且传统筛选出错率高和效率效益低下。
发明内容
针对以上对敲除策略的筛选耗时耗力耗人才，而且筛选出错率高和效率效益低下，本发明提供一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法及系统，使对多种类型的敲除策略的筛选省时省力，筛选出错率低和效率效益高。
本发明具体通过以下技术方案实现：
一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选系统，所述的系统具体包括：
基因获取单元，用于获取基因的基本信息；
敲除策略获取单元，用于结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；
筛选计算单元，用于根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；
分析整理单元，用于对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；
报告生成单元，用于根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。
更进一步地，所述的基因的基本信息具体包括：基因名称、长度、所属物种、所属染色体等基本信息，以及基因的所有转录本信息、编码蛋白信息；
相应地，所述的敲除策略报告展示了每一个敲除策略的详细信息，具体包括敲除策略的策略图、敲除策略在该基因的位置、敲除策略临近基因的分布情况和敲除策略的序列复杂性。
更进一步地，所述的基因获取单元中还包括：转录本信息获取模块和编码蛋白信息获取模块；
转录本信息获取模块，用于获取基因的所有转录本以及转录本的名称、长度等信息；
编码蛋白信息获取模块，用于获取基因的所有编码蛋白以及编码蛋白的名称、长度等信息。
更进一步地，所述的敲除策略获取单元包括计算规则数据库模块、敲除类型获取模块和敲除策略类型获取模块；
计算规则数据库模块，用于存储基因敲除策略筛选计算所需的规则；
敲除类型获取模块，用于获取用户所想获得的敲除策略所采用何种敲除类型；
敲除策略类型获取模块，用于获取与敲除类型相对应的各种敲除策略。
更进一步地，所述的筛选计算单元包括筛选计算公式数据库模块、敲除策略筛选计算公式录入模块、敲除策略筛选计算公式提取模块和敲除策略筛选计算模块；
筛选计算公式数据库模块，用于存储敲除策略筛选的各种不同计算公式；
敲除策略筛选计算公式录入模块，用于根据敲除策略筛选所需的影响因素，定义出不同类型的计算公式并录入存储到公式数据库中；
敲除策略筛选计算公式提取模块，用于根据敲除策略筛选的需求提取相应的计算公式，完成敲除策略的筛选计算；
敲除策略筛选计算模块，用于根据敲除策略筛选的规则，并选取合适的敲除策略计算公式之后，调用此模块对每一个敲除策略进行计算，筛选出满足条件的敲除策略。
更进一步地，所述的分析整理单元包括；
筛选结果存储数据库模块，用于存储进行基因敲除策略计算后，满足敲除条件的敲除策略，以及存储每一个满足条件的敲除策略的相关信息；
敲除策略筛选结果录入模块，用于录入敲除策略筛选过程中产生的部分结果；
敲除策略筛选结果提取模块，用于根据基因敲除策略报告撰写要求，提取相应的信息进行展示。
更进一步地，所述的报告生成单元包括敲除策略报告模板存储模块、敲除策略报告生成模块、敲除策略最终报告信息存储模块以及敲除策略最终报告信息数据库。
敲除策略报告模板存储模块，用于存储不同敲除类型的敲除策略报告模板；
敲除策略报告生成模块，用于根据敲除类型选取合适的报告模板，并从敲除策略筛选结果存储数据库中调取相应的数据，生成基因的敲除策略报告；
敲除策略最终报告信息存储模块，用于存储已经生成的敲除策略报告的所有信息；
敲除策略最终报告信息数据库模块，用于存储已经生成的敲除策略报告的所有信息。
为达到上述目的，本发明还提供一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选方法，所述的方法具体包括如下步骤：
获取基因的基本信息；
结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；
根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；
对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；
根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。
为达到上述目的，本发明还提供一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选平台，包括：
处理器、存储器以及基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序；
其中在所述处理器执行所述平台控制程序，所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序被存储在所述存储器中，所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序，实现如所述的基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法步骤。
为达到上述目的，本发明还提供一种计算机可读取存储介质，所述计算机可读取存储介质存储有基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序，所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序，实现所述的基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过基于多种敲除类型的敲除策略筛选系统，
基因获取单元，用于获取基因的基本信息；
敲除策略获取单元，用于结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；
筛选计算单元，用于根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；
分析整理单元，用于对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；
报告生成单元，用于根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。
及相应地方法步骤：
获取基因的基本信息；
结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；
根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；
对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；
根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。
及基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台和种计算机可读取存储介质；
使用者将不需要具备敲除策略相关知识，只需要输入其感兴趣的基因，几分钟内即可得到一份分析详尽，结果完善的敲除策略报告。而且，利用人工智能算法来代替人工的敲除策略选取，把专业性强、繁琐、耗时且容易出错的工作交给人工智能系统，从而解决领域内一个瓶颈问题，让全球科学家能随时、实时地拿到各种基因打靶方案，省时省力，错误率低且效率高。
同时，本发明提供的系统及方法可灵活适用于ES打靶的条件性敲除、CRISPR/Cas9的广泛敲除及条件性敲除等多种敲除类型的敲除策略筛选。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选的系统架构示意图；
图2为本发明一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选的系统之模块架构示意图；
图3为本发明一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法架构流程示意图；
图4为本发明一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选平台架构示意图；
图5为本发明一种实施例中计算机可读取存储介质架构示意图；
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为便于更好的理解本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。
本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。其次，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
优选地，本发明基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法应用在一个或者多个终端或者服务器中。所述终端是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。
所述终端可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端可以与客户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
本发明为实现基于多种敲除类型的敲除策略筛选，提供的一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法及系统。
如图3所示，是本发明实施例提供的一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法的流程图。
在本实施例中，所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法，可以应用于具备显示功能的终端或者固定终端中，所述终端并不限定于个人电脑、智能手机、平板电脑、安装有摄像头的台式机或一体机等。
所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法也可以应用于由终端和通过网络与所述终端进行连接的服务器所构成的硬件环境中。网络包括但不限于：广域网、城域网或局域网。本发明实施例的基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法可以由服务器来执行，也可以由终端来执行，还可以是由服务器和终端共同执行。
例如，对于需要进行基于多种敲除类型的敲除策略筛选的终端，可以直接在终端上集成本发明的方法所提供的基于多种敲除类型的敲除策略筛选功能，或者安装用于实现本发明的方法的客户端。再如，本发明所提供的方法还可以软件开发工具包(SoftwareDevelopment Kit，SDK)的形式运行在服务器等设备上，以SDK的形式提供基于多种敲除类型的敲除策略筛选功能的接口，终端或其他设备通过所提供的接口即可实现基于多种敲除类型的敲除策略筛选的功能。
在本发明实施例中，如图1所示，本发明提供了一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选的系统，所述系统具体包括：
基因获取单元，用于获取基因的基本信息；
敲除策略获取单元，用于结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；
筛选计算单元，用于根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；
分析整理单元，用于对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；
报告生成单元，用于根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。
具体地，所述的基因的基本信息具体包括：基因名称、长度、所属物种、所属染色体等基本信息，以及基因的所有转录本信息、编码蛋白信息；
相应地，所述的敲除策略报告展示了每一个敲除策略的详细信息，具体包括敲除策略的策略图、敲除策略在该基因的位置、敲除策略临近基因的分布情况和敲除策略的序列复杂性。
较佳地，如图2所示，所述的基因获取单元中还包括：转录本信息获取模块和编码蛋白信息获取模块；
转录本信息获取模块，用于获取基因的所有转录本以及转录本的名称、长度等信息；
编码蛋白信息获取模块，用于获取基因的所有编码蛋白以及编码蛋白的名称、长度等信息。
也就是说，获取并存储基因敲除策略筛选计算所需的基因详细信息，主要包含基因名称、长度、所属物种、所属染色体等基本信息，以及基因的所有转录本信息、编码蛋白信息。其中转录本及编码蛋白信息包含其下的所有内含子、外显子等等信息。
具体地，本发明还包括基因基本信息获取模块，用于获取基因的基本信息，主要包含基因名称、基因别名、长度、所属物种、所属染色体、在染色体的起始位置等。
本发明实施例中，基因基本信息获取模块，转录本信息获取模块和编码蛋白信息获取模块获取所得数据均存储到基因信息数据库中。也就是说，基因信息数据库存储以上模块获取的基因相关数据。为便于打靶基因敲除策略筛选系统计算使用，当前人源、小鼠以及大鼠的基因信息、转录本信息以及蛋白编码信息均已获取存储完成，减少敲除策略筛选的计算用时。
较佳地，转录本基本信息获取模块针对每一个转录本，获取转录本相对基因的起始位置、转录本的所有内含子外显子关系、每一个内含子的起始位置及长度信息、每一个外显子的起始位置及长度信息等等。
编码蛋白基本信息获取模块针对每一个编码蛋白，获取编码蛋白相对基因的起始位置、编码蛋白的所有内含子外显子关系、每一个内含子的起始位置及长度信息、每一个外显子的起始位置及长度信息等等。
更进一步地，所述的敲除策略获取单元包括计算规则数据库模块、敲除类型获取模块和敲除策略类型获取模块；
计算规则数据库模块，用于存储基因敲除策略筛选计算所需的规则；
敲除类型获取模块，用于获取用户所想获得的敲除策略所采用何种敲除类型；
敲除策略类型获取模块，用于获取与敲除类型相对应的各种敲除策略。
也就是说，在获得基因及其相关信息之后，就需要根据信息详情确定该基因的敲除策略筛选计算所需要的规则，以确定后续计算使用何种计算公式。在本发明实例中，计算规则数据库模块，即敲除策略筛选计算规则数据库，用于存储基因敲除策略筛选计算所需的规则。而敲除类型获取模块：用于获取用户所想获得的敲除策略所采用何种敲除类型，例如ES打靶的条件性敲除、CRISPR/Cas9的广泛敲除或者条件性敲除等敲除类型。
敲除策略类型获取模块，用于获取每一种可能的敲除策略，属于何种类型因而决定其采用何种敲除策略计算公式的规则。一个基因可能存在多种合适的敲除策略，每一种敲除策略根据其外显子类型不同、内含子长度不同、占编码区的比例不同等等决定了其采用不同的敲除策略计算方式。
相应地，本发明中，所述的筛选计算单元包括筛选计算公式数据库模块、敲除策略筛选计算公式录入模块、敲除策略筛选计算公式提取模块和敲除策略筛选计算模块；
筛选计算公式数据库模块，用于存储敲除策略筛选的各种不同计算公式；
敲除策略筛选计算公式录入模块，用于根据敲除策略筛选所需的影响因素，定义出不同类型的计算公式并录入存储到公式数据库中；
敲除策略筛选计算公式提取模块，用于根据敲除策略筛选的需求提取相应的计算公式，完成敲除策略的筛选计算；
敲除策略筛选计算模块，用于根据敲除策略筛选的规则，并选取合适的敲除策略计算公式之后，调用此模块对每一个敲除策略进行计算，筛选出满足条件的敲除策略。
也就是说，根据基因及其相关数据并确定敲除策略筛选规则后，还需要相应的计算公式，才能完成敲除策略的筛选工作。所述的筛选计算单元存储敲除策略筛选的各种不同计算公式，具体地，包含筛选计算公式数据库模块(即敲除策略筛选计算公式数据库)、敲除策略筛选计算公式录入模块以及敲除策略筛选计算公式提取模块。
更进一步地，所述的分析整理单元包括；
筛选结果存储数据库模块，用于存储进行基因敲除策略计算后，满足敲除条件的敲除策略，以及存储每一个满足条件的敲除策略的相关信息；
敲除策略筛选结果录入模块，用于录入敲除策略筛选过程中产生的部分结果；
敲除策略筛选结果提取模块，用于根据基因敲除策略报告撰写要求，提取相应的信息进行展示。
也就是说，敲除策略筛选计算过程会产生许多计算的中间结果，譬如该敲除策略的编码区长度、该敲除策略占编码区的比例等等，类似的关键点信息后续将会于敲除策略报告中进行展示。因此需要计算结果管理模块对计算过程产生的结果进行统一的管理，便于后续的调用。所述的分析整理单元包括筛选结果存储数据库模块(即敲除策略筛选结果存储数据库)、敲除策略筛选结果录入模块以及敲除策略筛选结果提取模块。
本发明实施例中，敲除策略筛选结果存储数据库，主要用于用户存储进行基因敲除策略计算后，满足敲除条件的敲除策略有哪些。以及存储每一个满足条件的敲除策略的相关信息便于后续进行敲除策略方案撰写的时候调用。
敲除策略筛选结果录入模块，用于用户录入敲除策略筛选过程中产生的部分结果，该模块与敲除策略筛选计算模块相连接，计算完成同时将结果传输到此录入模块，进行数据存储。
敲除策略筛选结果提取模块，用于根据基因敲除策略报告撰写要求，采用此模块从计算结果中提取有用信息进行展示。
较佳地，所述的报告生成单元包括敲除策略报告模板存储模块、敲除策略报告生成模块、敲除策略最终报告信息存储模块以及敲除策略最终报告信息数据库。
敲除策略报告模板存储模块，用于存储不同敲除类型的敲除策略报告模板；
敲除策略报告生成模块，用于根据敲除类型选取合适的报告模板，并从敲除策略筛选结果存储数据库中调取相应的数据，生成基因的敲除策略报告；
敲除策略最终报告信息存储模块，用于存储已经生成的敲除策略报告的所有信息；
敲除策略最终报告信息数据库模块，用于存储已经生成的敲除策略报告的所有信息。
也就是说，进行敲除策略筛选计算后获取满足条件的敲除策略，将调用所述的报告生成单元生成该基因的敲除策略报告。报告中展示了每一个敲除策略的详细信息，主要包含敲除策略的策略图、敲除策略在该基因的位置、敲除策略临近基因的分布情况、敲除策略的序列复杂性等等。
换言之，所述的报告生成单元包括：敲除策略报告模板存储模块、敲除策略报告模板数据库、敲除策略报告生成模块、敲除策略最终报告信息存储模块以及敲除策略最终报告信息数据库。
其中，敲除策略报告模板存储模块，用于敲除类型不同，敲除策略报告中需要展示的信息不尽相同，因此本模块用于存储不同敲除类型的敲除策略报告模板，以供生成模块根据需求调用。
敲除策略报告模板数据库，用于存储不同敲除类型的敲除策略报告模板。
敲除策略报告生成模块，用于根据敲除类型选取合适的报告模板，并从敲除策略筛选结果存储数据库中调取相应的数据，生成基因的敲除策略报告。
敲除策略最终报告信息存储模块，用于存储已经生成的敲除策略报告的所有信息，避免同一基因的敲除策略重复计算和存储。已经计算过的基因，其敲除策略报告将存库，后续直接调取报告即可，省时省力。
敲除策略最终报告信息数据库用于存储已经生成的敲除策略报告的所有信息。
具体地，本发明实例如下：
以基因Nkx3-1的ES打靶的条件性敲除为例，通过基因信息获取模块获取最长转录本NM_010921，蛋白NP_035051及其相关的exons等。该基因有2个exon，所以可能的敲除策略有敲除exon1、敲除exon2、敲除exon1和exon2共3种选择。
再根据ES打靶的条件性敲除类型以及以上3种可能的敲除策略信息从敲除策略筛选计算规则中获知各敲除策略采用哪一条公式，后通过敲除策略筛选计算公式存储模块调出相应的计算公式。再通过敲除策略筛选计算模块对敲除策略进行实时计算，计算所得敲除exon2、敲除exon1和exon2可以作为基因Nkx3-1的ES打靶的条件性敲除合理的敲除策略。随后将计算结果进行存储和管理，再通过敲除策略报告管理模块针对敲除exon2、敲除exon1和exon2两种敲除策略生成出完整的敲除策略报告。
所述的报告中，包括如下内容：1、包含对基因及其相关信息的文字和图形展示。
2、敲除策略的基本信息，主要包含敲除策略的起始位置，敲除区域的大小，敲除区域内及其上下游是否有影响其他基因等等。
3、敲除策略图。
4、敲除策略计算过程中重要结果展示。
本发明提供了一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选方法，如图3所示，所述方法具体包括如下步骤，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
获取基因的基本信息；
结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；
根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；
对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；
根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。
也就是说，用户通过基因信息获取及存储模块获取用户感兴趣的基因的相关信息。
用户选定敲除类型，结合获取所得的基因相关信息，获得该基因可能存在的各种敲除策略，通过敲除策略筛选计算规则存储模块调取该敲除类型下的每一种敲除策略类型的计算规则，确定采用何种敲除策略筛选计算公式。
用户根据以获取的敲除策略筛选计算公式类型，通过敲除策略筛选计算公式存储模块调取该公式的详细计算方式。
用户根据以获得的每一种敲除策略的计算公式详细计算方式，调用敲除策略筛选计算模块，进行计算和筛选。
计算结果管理模块将敲除策略筛选计算模块计算过程以及所得的结果进行分析、整理以及存储，并供后续报告撰写模块调用。
敲除策略报告管理模块将该基因的敲除策略计算结果结合报告模板进行敲除策略报告撰写并存储，最终输出用户选定的感兴趣的基因的详细敲除策略报告。
本发明还提出一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选平台，如图4所示，包括：
处理器、存储器以及基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序；
其中在所述处理器执行所述平台控制程序，所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序被存储在所述存储器中，所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序，实现如所述的基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法步骤，例如：
获取基因的基本信息；
结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；
根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；
对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；
根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。
步骤具体细节已在上文阐述，此处不再赘述；
本发明实施例中，所述的基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台内置处理器，可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(CentralProcessingunit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。处理器利用各种接口和线路连接取各个部件，通过运行或执行存储在存储器内的程序或者单元，以及调用存储在存储器内的数据，以执行基于多种敲除类型的敲除策略筛选的各种功能和处理数据；
存储器用于存储程序代码和各种数据，安装在基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台中，并在运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。
所述存储器包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)，随机存储器(RandomAccess Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子擦除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
本发明还提出一种计算机可读取存储介质，如图5所示，所述计算机可读取存储介质存储有基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序，所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序，实现所述的基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法步骤，例如，
获取基因的基本信息；
结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；
根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；
对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；
根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。
步骤具体细节已在上文阐述，此处不再赘述；
在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读取介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读取介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
通过本发明的步骤、系统、平台及存储介质，使用者将不需要具备敲除策略相关知识，只需要输入其感兴趣的基因，几分钟内即可得到一份分析详尽，结果完善的敲除策略报告。而且，利用人工智能算法来代替人工的敲除策略选取，把专业性强、繁琐、耗时且容易出错的工作交给人工智能系统，从而解决领域内一个瓶颈问题，让全球科学家能随时、实时地拿到各种基因打靶方案，省时省力，错误率低且效率高。
同时，本发明提供的系统及方法可灵活适用于ES打靶的条件性敲除、CRISPR/Cas9的广泛敲除及条件性敲除等多种敲除类型的敲除策略筛选。
也就是说，本发明可以解决对经验丰富的专家的依赖，实现对没有丰富经验的普通人员也可以进行敲除策略选取。同时本发明也解决了敲除策略的时间问题，倘若一个基因的敲除策略报告需要半天时间才能获得，将严重制约基因打靶相关的产业及基础研究发展。而本发明研发出仅需几分钟的时间即可获得一份敲除策略报告；也解决了敲除策略选取对不同时间不同专家的依赖，即研发出针对同一个基因，只要基因的信息没有发生变化(随着研究深入，基因的功能等信息可能会发生变化，影响敲除策略)，该基因的最优敲除策略都是一致的，报告内容及格式也一致，不受外在因素的干扰而发生改变的敲除策略选取的方法和系统，较佳地，本发明提供的打靶基因敲除策略选取方法及系统可灵活适用于ES打靶的条件性敲除、CRISPR/Cas9的广泛敲除及条件性敲除的敲除策略筛选。
换言之，本发明大大提高了产出；提高了工作效率，原本半天才能完成的报告，现在只需要几分钟；解放人力物力，实现智能化并行化敲除策略筛选模式和实现智能化撰写敲除策略报告；降低出错概率，同时打破知识背景壁垒，没有丰富经验的学生研究者也可以快速获得基因的敲除策略；有助开启新的销售模式，带来更大的收益，原技术的瓶颈下，客户通过销售传达感兴趣基因到策略专家处，策略专家分析获得敲除策略优选方案再通过销售反馈给客户，客户了解感兴趣的基因的敲除策略往往需要一两天，而现在通过线上分析，几分钟即可获得完整的敲除策略分析报告，因此可即时定制感兴趣的基因打靶服务。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选系统，其特征在于，所述的系统具体包括：
基因获取单元，用于获取基因的基本信息；
敲除策略获取单元，用于结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；
筛选计算单元，用于根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；
分析整理单元，用于对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；
报告生成单元，用于根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。
2.根据权利要求1所述的一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选系统，其特征在于，所述的基因的基本信息具体包括：基因名称、长度、所属物种、所属染色体等基本信息，以及基因的所有转录本信息、编码蛋白信息；
相应地，所述的敲除策略报告展示了每一个敲除策略的详细信息，具体包括敲除策略的策略图、敲除策略在该基因的位置、敲除策略临近基因的分布情况和敲除策略的序列复杂性。
3.根据权利要求1所述的一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选系统，其特征在于，所述的基因获取单元中还包括：转录本信息获取模块和编码蛋白信息获取模块；
转录本信息获取模块，用于获取基因的所有转录本以及转录本的名称、长度信息；
编码蛋白信息获取模块，用于获取基因的所有编码蛋白以及编码蛋白的名称、长度信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选系统，其特征在于，所述的敲除策略获取单元包括计算规则数据库模块、敲除类型获取模块和敲除策略类型获取模块；
计算规则数据库模块，用于存储基因敲除策略筛选计算所需的规则；
敲除类型获取模块，用于获取用户所想获得的敲除策略所采用何种敲除类型；
敲除策略类型获取模块，用于获取与敲除类型相对应的各种敲除策略。
5.根据权利要求1所述的一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选系统，其特征在于，所述的筛选计算单元包括筛选计算公式数据库模块、敲除策略筛选计算公式录入模块、敲除策略筛选计算公式提取模块和敲除策略筛选计算模块；
筛选计算公式数据库模块，用于存储敲除策略筛选的各种不同计算公式；
敲除策略筛选计算公式录入模块，用于根据敲除策略筛选所需的影响因素，定义出不同类型的计算公式并录入存储到公式数据库中；
敲除策略筛选计算公式提取模块，用于根据敲除策略筛选的需求提取相应的计算公式，完成敲除策略的筛选计算；
敲除策略筛选计算模块，用于根据敲除策略筛选的规则，并选取合适的敲除策略计算公式之后，调用此模块对每一个敲除策略进行计算，筛选出满足条件的敲除策略。
6.根据权利要求1所述的一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选系统，其特征在于，所述的分析整理单元包括：
筛选结果存储数据库模块，用于存储进行基因敲除策略计算后，满足敲除条件的敲除策略，以及存储每一个满足条件的敲除策略的相关信息；
敲除策略筛选结果录入模块，用于录入敲除策略筛选过程中产生的部分结果；
敲除策略筛选结果提取模块，用于根据基因敲除策略报告撰写要求，提取相应的信息进行展示。
7.根据权利要求1所述的一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选系统，其特征在于，所述的报告生成单元包括敲除策略报告模板存储模块、敲除策略报告生成模块、敲除策略最终报告信息存储模块以及敲除策略最终报告信息数据库。
敲除策略报告模板存储模块，用于存储不同敲除类型的敲除策略报告模板；
敲除策略报告生成模块，用于根据敲除类型选取合适的报告模板，并从敲除策略筛选结果存储数据库中调取相应的数据，生成基因的敲除策略报告；
敲除策略最终报告信息存储模块，用于存储已经生成的敲除策略报告的所有信息；
敲除策略最终报告信息数据库模块，用于存储已经生成的敲除策略报告的所有信息。
8.一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选方法，其特征在于，所述的方法具体包括如下步骤：
获取基因的基本信息；
结合基因获取单元获取到的基因基本信息，根据确定的敲除类型，获得相对应的各种敲除策略；
根据与敲除类型相对应的各种敲除策略，调取与敲除策略相符的敲除策略筛选计算公式，实时进行筛选和计算；
对筛选和计算结果，进行数据分析和整理，并实时存储；
根据数据分析整理结果，实时生成敲除策略报告。
9.一种基于多种敲除类型的敲除策略筛选平台，其特征在于，包括：
处理器、存储器以及基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序；
其中在所述处理器执行所述平台控制程序，所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序被存储在所述存储器中，所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序，实现如权利要求8中任一项所述的基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法步骤。
10.一种计算机可读取存储介质，其特征在于，所述计算机可读取存储介质存储有基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序，所述基于多种敲除类型的敲除策略筛选的平台控制程序，实现如权利要求8中任一项所述的基于多种敲除类型的敲除策略筛选的方法步骤。
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