المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية

أجرت المكتبة الوطنية الأمريكية للطب دراسة تخطيطية خلال الفترة من 1985 إلى 1986 لوضع خطط طويلة الأجل للمكتبة، كشفت عن وجود تباينات في أنظمة التسمية المستخدمة، ونقص في الروابط بين قواعد بيانات المعرفة الحالية في مجال التكنولوجيا الحيوية، والتي أنشأتها منظمات بحثية مختلفة في علم الوراثة. ^{[ 4 ]} وقد شكّلت هذه التباينات عقبات أمام الباحثين الذين يستخدمون قواعد بيانات متعددة في دراساتهم، إذ كان من الصعب دمج المعلومات ذات الصلة في قواعد البيانات المختلفة، كما صعّبت استخدام معلومات من قاعدة بيانات ما كدليل لتفسير معلومات من قاعدة بيانات أخرى. ^{[ 4 ]} دفع هذا المكتبة الوطنية الأمريكية للطب إلى اقتراح إنشاء المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI) لقيادة عملية توحيد قواعد بيانات التكنولوجيا الحيوية، بهدف تسهيل استرجاع المعلومات من قِبل المستخدمين، والسماح بربط قواعد البيانات لأغراض الدراسة. ^{[ 5 ]} كما سعى اقتراح إنشاء المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية إلى جعله مستودعًا لتخزين وتوزيع معلومات التكنولوجيا الحيوية، بالإضافة إلى كونه مطوّرًا لأدوات تحليل المعلومات. ^{[ 6 ]} قدم عضو الكونغرس كلود بيبر، وهو من دعاة البحث الطبي، عدة مشاريع قوانين إلى الكونغرس بين عامي 1986 و1988 تقترح إنشاء المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية (NCBI) قبل الموافقة على الاقتراح في 4 نوفمبر 1988، مما أدى إلى إنشاء المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية داخل المكتبة الوطنية للطب (NLM). ^{[ 5 ]}

في عام 1990، قام فريق في المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية (NCBI)، ضمّ عالم الرياضيات ستيفن ألتشول، بتطوير أداة BLAST لمقارنة التسلسلات البيولوجية، بالاعتماد على برنامج FASTA الموجود مسبقًا . ^{[ 6 ]} كما تولى المركز مسؤولية قاعدة بيانات GenBank الموجودة مسبقًا لتسلسلات الحمض النووي والأحماض الأمينية، وأتاح الوصول إليها عبر الإنترنت من خلال البريد الإلكتروني في عام 1992. ^{[ 7 ]} وفي عام 1994، أنشأ المركز موقعًا إلكترونيًا لتسهيل الوصول إلى خدماته عبر الإنترنت، وتحديدًا أداة BLAST، وقاعدة بيانات GenBank، ونظام Entrez لاسترجاع المعلومات للبحث في قواعد البيانات الطبية الحيوية. ^{[ 6 ]} وفي عام 2000، أتاح المركز الوصول إلى الجينوم البشري، الذي رسمه مشروع الجينوم البشري ، بالإضافة إلى PubMed Central، وهو أرشيف إلكتروني مجاني للأدبيات الطبية الحيوية من المجلات العلمية. ^{[ 6 ]} وفي وقت لاحق، أصدر الكونغرس الأمريكي في عام 2008 قرارًا يقضي بإتاحة الأوراق البحثية الناتجة عن البحوث الممولة من معاهد الصحة الوطنية الأمريكية والمنشورة في المجلات العلمية للجمهور على موقع PubMed في غضون 12 شهرًا من تاريخ النشر، مما أدى إلى توسيع نطاق المقالات المنشورة. ^{[ 6 ]}

• PubMed : قاعدة بيانات للبحث عن الاستشهادات وملخصات مختلف الأدبيات البحثية الطبية الحيوية.
• رف الكتب : مجموعة من الكتب حول علوم الحياة والرعاية الصحية.
• PubMed Central (PMC): أرشيف مجاني للنصوص الكاملة للأدبيات العلمية في مجال العلوم الطبية الحيوية وعلوم الحياة، ويمكن استخدامه في البحث والنشر واستخراج النصوص.

• BLAST : أداة تستخدم لإيجاد أوجه التشابه بين التسلسلات البيولوجية.

• قاعدة بيانات النيوكليوتيدات : قاعدة بيانات لتسلسلات النيوكليوتيدات .
• قاعدة بيانات البروتينات : قاعدة بيانات لتسلسلات البروتينات .
• قاعدة بيانات الجينوم : قاعدة بيانات تتيح لك الوصول إلى أكثر من 3.45 مليون جينوم اعتبارًا من عام 2026.
• قاعدة بيانات الجينات : قاعدة بيانات تحتوي على معلومات حول الجينات عبر الأنواع.
• dbSNP : قاعدة بيانات تحتوي على اختلافات النوكليوتيدات المفردة البشرية، والميكروساتلايت، والإدخالات والحذف على نطاق صغير.
• PubChem : قاعدة بيانات للمعلومات الكيميائية المتاحة مجاناً.
• أرشيف قراءة التسلسل : يقوم أرشيف قراءة التسلسل بتخزين بيانات التسلسل من الجيل التالي من منصات التسلسل، بما في ذلك نظام Roche 454 GS، ومحلل الجينوم Illumina، ونظام Life Technologies AB SOLiD، وHeliscope من Helicos Biosciences، وComplete Genomics، وSMRT من Pacific Biosciences.
• ClinVar : قاعدة بيانات تجمع المعلومات حول الاختلافات الجينية وعلاقتها بصحة الإنسان.

يمكن الاطلاع على قائمة كاملة بالموارد المتاحة في صفحة جميع الموارد. ^{[ 8 ]}

تتوفر العديد من برامج BLAST عبر صفحة NCBI BLAST الرئيسية ، وتختلف هذه البرامج في أنواع التسلسلات التي تحللها. تعرض الصورة أدناه أحد هذه البرامج، blastp، مع توضيح التصميم العام لواجهة المستخدم.

تشمل هذه البرامج ما يلي:

• blastn : يقارن تسلسلات النيوكليوتيدات بتسلسلات النيوكليوتيدات في قاعدة بيانات محددة، وغالبًا ما يستخدم لتحديد العلاقات البعيدة.
• blastp : يقارن تسلسلات البروتين بتسلسلات البروتين في قاعدة بيانات محددة؛ تشكل خوارزميته الأساس لبرامج BLAST الأخرى مثل blastx و tblastn.
• blastx : يقارن تسلسلات النيوكليوتيدات المترجمة بتسلسلات البروتين في قاعدة بيانات محددة.
• tblastn : يقارن تسلسلات البروتين بتسلسلات النيوكليوتيدات المترجمة في قاعدة بيانات محددة.

GenBank هي قاعدة بيانات التسلسل الجيني التابعة للمعاهد الوطنية للصحة، وهي عبارة عن مجموعة مُفهرسة تضم جميع تسلسلات الحمض النووي المتاحة للعموم. ^{[ 8 ]} يتولى المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية (NCBI) صيانة موارد قاعدة البيانات منذ عام 1992، حين كان مسؤولاً عن إتاحة قاعدة بيانات تسلسل الحمض النووي GenBank . ^{[ 14 ]} تتعاون GenBank مع المختبرات الفردية وقواعد بيانات التسلسل الأخرى، مثل تلك التابعة للمختبر الأوروبي للبيولوجيا الجزيئية (EMBL) وبنك بيانات الحمض النووي في اليابان (DDBJ). ^{[ 14 ]} ومنذ عام 1992، توسع المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية (NCBI) ليشمل توفير قواعد بيانات أخرى بالإضافة إلى GenBank.

قاعدة بيانات Gene هي مجموعة من المعلومات المنظمة والوصفية حول الجينات. وهي بمثابة عقدة رئيسية في شبكة الخريطة الجينومية، والتعبير الجيني، والتسلسل، ووظيفة البروتين، والبنية، وبيانات التماثل. يُخصص لكل سجل جيني مُعرّف GeneID فريد يمكن تتبعه خلال دورات المراجعة. تُنشأ سجلات الجينات المعروفة أو المتوقعة هنا، ويتم تحديدها بمواقعها على الخريطة أو تسلسلات النيوكليوتيدات. تتميز Gene بعدة مزايا عن سابقتها LocusLink، بما في ذلك التكامل الأفضل مع قواعد البيانات الأخرى في NCBI، والنطاق التصنيفي الأوسع، وخيارات الاستعلام والاسترجاع المحسّنة التي يوفرها نظام Entrez. ^{[ 15 ]}

قاعدة بيانات البروتين عبارة عن مجموعة من السجلات النصية لتسلسلات البروتينات الفردية، مستمدة من مصادر متعددة مثل مشروع تسلسل المرجع (RefSeq) التابع للمركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية (NCBI)، وGenBank، وPDB، وUniProtKB/SWISS-Prot. تتوفر سجلات البروتين بتنسيقات مختلفة، بما في ذلك FASTA و XML، وترتبط بموارد أخرى تابعة للمركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية. توفر قاعدة بيانات البروتين البيانات ذات الصلة للمستخدمين، مثل الجينات، وتسلسلات الحمض النووي (DNA/RNA)، والمسارات البيولوجية، وبيانات التعبير والتغير، والمراجع العلمية. كما توفر مجموعات محددة مسبقًا من البروتينات المتشابهة والمتطابقة لكل تسلسل، وفقًا لحسابات BLAST. تحتوي قاعدة بيانات البنية التابعة للمركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية على مجموعات إحداثيات ثلاثية الأبعاد للهياكل المحددة تجريبيًا في PDB، والتي يتم استيرادها بواسطة المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية. تحتوي قاعدة بيانات النطاقات المحفوظة ( CDD ) الخاصة بالبروتين على ملفات تعريف التسلسل التي تميز النطاقات المحفوظة بدرجة عالية ضمن تسلسلات البروتين. كما تحتوي على سجلات من مصادر خارجية مثل SMART و Pfam . توجد قاعدة بيانات أخرى للبروتينات تُعرف باسم قاعدة بيانات تجمعات البروتينات، والتي تحتوي على مجموعات من تسلسلات البروتينات التي يتم تجميعها وفقًا لأقصى محاذاة بين التسلسلات الفردية كما تم حسابها بواسطة BLAST. ^{[ 16 ]}

قاعدة بيانات PubChem التابعة للمركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية (NCBI) هي مصدر عام للجزيئات ونشاطها في الاختبارات البيولوجية. يمكن البحث في PubChem والوصول إليها عبر نظام استرجاع المعلومات Entrez . ^{[ 18 ]} علاوة على ذلك، تتكون PubChem من ثلاث قواعد بيانات رئيسية: ^{[ 8 ]}

• يخزن هذا النظام أوصافًا للعينات الكيميائية من مصادر مختلفة. ^{[ 19 ]}
• Compound عبارة عن قاعدة بيانات تخزن تمثيلات كيميائية موثقة. يتم تجميع هذه الهياكل مسبقًا ويتم الرجوع إليها من خلال مجموعات التشابه. ^{[ 20 ]}
• BioAssay هي قاعدة بيانات PubChem تخزن النشاط البيولوجي للمواد الكيميائية. ^{[ 21 ]}

تصف البيانات المخزنة في كل من قاعدة بيانات BioAssay وقاعدة بيانات المركبات بيانات من قاعدة بيانات المواد التابعة لـ PubChem. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

تتضمن بعض قواعد البيانات الأخرى التي يوفرها المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية (NCBI) قاعدة بيانات الوراثة المندلية عبر الإنترنت في الإنسان ، وقاعدة بيانات النمذجة الجزيئية (للهياكل البروتينية ثلاثية الأبعاد)، وقاعدة بيانات تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (dbSNP )، ومجموعة التسلسل المرجعي، وخريطة الجينوم البشري ، ومتصفح التصنيف ، كما يتعاون المركز مع المعهد الوطني للسرطان لتوفير مشروع تشريح جينوم السرطان. ويُخصص المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية مُعرّفًا فريدًا (رقم تعريف تصنيفي) لكل نوع من الكائنات الحية. ^{[ 22 ]} ويوفر المركز أدوات برمجية متاحة عبر متصفحات الويب أو عبر بروتوكول نقل الملفات (FTP) .