Reactoma

Reactome es una base de datos en línea gratuita de vías biológicas . ^[1]^[2]^[3] Está curada y escrita manualmente por biólogos con doctorado, en colaboración con el personal editorial de Reactome. El contenido tiene referencias cruzadas con muchas bases de datos de bioinformática. La razón de ser de Reactome es representar visualmente las vías biológicas con todo detalle mecanístico, al tiempo que se ponen a disposición los datos de origen en un formato accesible computacionalmente.

Reactome es mantenido por un equipo multidisciplinario internacional de OICR, OHSU, EMBL-EBI y NYULMC, con experiencia en curación y anotación de vías biológicas, desarrollo de software, capacitación y divulgación, dedicado a proporcionar a la comunidad de investigación conocimiento de vías biológicas de acceso abierto. El equipo de Reactome está dirigido por Lincoln Stein (OICR), Peter D'Eustachio (NYULMC), Henning Hermjakob (EMBL-EBI), Guanming Wu (OHSU). Se puede contactar con el servicio de asistencia técnica de Reactome por correo electrónico.

El sitio web se puede utilizar para explorar rutas y enviar datos a un conjunto de herramientas de análisis de datos. Los datos subyacentes se pueden descargar en su totalidad en varios formatos estándar, incluidos PDF , SBML , Neo4j GraphDB, MySQL, PSI-MITAB y BioPAX . Los diagramas de rutas utilizan un estilo basado en la notación gráfica de biología de sistemas ( SBGN ) de descripción de procesos (PD) .

La unidad central del modelo de datos de Reactome es la reacción. Las entidades (ácidos nucleicos, proteínas, complejos y moléculas pequeñas) que participan en las reacciones forman una red de interacciones biológicas y se agrupan en vías. Algunos ejemplos de vías biológicas en Reactome incluyen la transducción de señales, la función inmunitaria innata y adquirida, la regulación transcripcional, la muerte celular programada y el metabolismo intermediario clásico.

Las vías representadas en Reactome son específicas de cada especie, y cada paso de la vía está respaldado por citas bibliográficas que contienen una verificación experimental del proceso representado. Si no existe una verificación experimental que utilice reactivos humanos, las vías pueden contener pasos inferidos manualmente a partir de detalles experimentales no humanos, pero solo si un biólogo experto, nombrado como Autor de la vía, y un segundo biólogo, nombrado como Revisor, acuerdan que se trata de una inferencia válida. Las vías humanas se utilizan para generar computacionalmente, mediante un proceso basado en ortología, vías derivadas en otros organismos.

Organización de la base de datos

Las publicaciones de la base de datos de Reactome se realizan trimestralmente.

En Reactome, los procesos biológicos humanos se anotan descomponiéndolos en series de eventos moleculares. Al igual que las reacciones de la química clásica, cada evento de Reactome tiene entidades físicas de entrada (sustratos) que interactúan, posiblemente facilitadas por enzimas u otros catalizadores moleculares, para generar entidades físicas de salida (productos).

Las reacciones incluyen las interconversiones químicas clásicas del metabolismo intermediario, los eventos de unión, la formación de complejos, los eventos de transporte que dirigen las moléculas entre los compartimentos celulares y eventos como la activación de una proteína por la ruptura de uno o más de sus enlaces peptídicos. Los eventos individuales se pueden agrupar en vías.

Las entidades físicas pueden ser moléculas pequeñas como la glucosa o el ATP, o moléculas grandes como el ADN, el ARN y las proteínas, codificadas directa o indirectamente en el genoma humano. Las entidades físicas se referencian de forma cruzada con bases de datos externas relevantes, como UniProt para proteínas y ChEBI para moléculas pequeñas. La localización de moléculas en compartimentos subcelulares es una característica clave de la regulación de los procesos biológicos humanos, por lo que las moléculas en la base de datos de Reactome están asociadas con ubicaciones específicas. Por lo tanto, en Reactome, las instancias de la misma entidad química en diferentes ubicaciones (por ejemplo, glucosa extracelular y glucosa citosólica) se tratan como entidades químicas distintas.

Los vocabularios controlados de Gene Ontology se utilizan para describir las ubicaciones subcelulares de moléculas y reacciones, funciones moleculares y los procesos biológicos más amplios de los que forma parte una reacción específica.

Contenido de la base de datos

La base de datos contiene anotaciones seleccionadas que cubren un conjunto diverso de temas de biología molecular y celular . Los detalles de los temas de anotación se pueden encontrar en la tabla de contenidos. Los detalles de los proyectos de anotación actuales y futuros se pueden encontrar en el calendario de proyectos de anotación.

Reactome invita a expertos en biología a participar como revisores de las vías completadas que estén listas para la revisión externa. A los revisores se les reconocerá la autoría o la revisión de las contribuciones. Cada vía está asociada con un DOI y puede citarse como una publicación. Las contribuciones de Reactome se pueden reclamar fácilmente utilizando la función de reclamo de ORCID.

El contenido de la ruta en Reactome está disponible de forma gratuita para su descarga en varios formatos de datos e imágenes. Reactome es completamente de acceso abierto y de código abierto . El uso del material de Reactome está cubierto por dos licencias Creative Commons. Los términos de la Licencia Creative Commons de Dominio Público (CC0) se aplican a todos los archivos de anotación de Reactome, por ejemplo, datos de mapeo de identificadores, archivos de datos especializados y datos de interacción derivados de Reactome. Los términos de la Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional (CC BY 4.0) se aplican a todo el software y código, por ejemplo, relacionados con la funcionalidad de reactome.org, sitios web y servicios web derivados, la Herramienta Curador, la aplicación de Interacción Funcional, volcados de datos de SQL y Base de Datos de Gráficos, e Ilustraciones de Rutas (Diagramas de Alto Nivel Mejorados), Biblioteca de Iconos, Arte y Materiales de Marca. Reactome puede citarse utilizando sus principales publicaciones o por rutas o imágenes individuales.

Herramientas

En el sitio web hay herramientas para ver un diagrama de vías interactivo, realizar un mapeo de vías y un análisis de sobrerrepresentación de vías, y para superponer datos de expresión en las vías de Reactome. Las herramientas de mapeo de vías y sobrerrepresentación toman una sola columna de identificadores de proteínas/compuestos; se prefieren las accesiones Uniprot y ChEBI, pero la interfaz aceptará e interpretará muchos otros identificadores o símbolos. Se pueden utilizar identificadores mixtos. Los resultados de sobrerrepresentación se presentan como una lista de vías con sobrerrepresentación estadística.

Los datos de expresión se envían en un formato de varias columnas, la primera columna identifica la proteína, se espera que las columnas adicionales sean valores numéricos de expresión, de hecho pueden ser cualquier valor numérico, por ejemplo, expresión diferencial, proteómica cuantitativa, puntajes GWAS. Los datos de expresión se representan como coloración de las proteínas correspondientes en diagramas de vías, utilizando los colores del espectro visible, de modo que los colores rojos "fuertes" representan valores altos. Si se envían varias columnas de datos numéricos, la herramienta de superposición puede mostrarlas como "experimentos" separados, por ejemplo, puntos temporales o una progresión de la enfermedad.

La base de datos se puede consultar y buscar como un libro de texto en línea. ^[4] Hay disponible una guía de usuario en línea. Los usuarios también pueden descargar el conjunto de datos actual o vías y reacciones individuales en una variedad de formatos, incluidos PDF, BioPAX y SBML ^[5].

Reactome también cuenta con la herramienta ReactomeGSA ^[6] , integrada en las herramientas de análisis de Reactome, que permite realizar análisis comparativos de rutas de conjuntos de datos multiómicos, con compatibilidad con datos de ARN-seq de células individuales. Los datos públicos de EBI Expression Atlas, Single Cell Expression Atlas y NCBI GREIN GEO se pueden integrar en el análisis. ReactomeGSA también está disponible como paquete R Bioconductor.

Reactome también cuenta con un portal web ReactomeIDG ^[7] , desde 2023, cuyo objetivo es ubicar a las proteínas oscuras en el contexto de vías de Reactome seleccionadas manualmente y altamente confiables, para facilitar la comprensión de las funciones y predecir el potencial terapéutico de las proteínas oscuras o poco estudiadas. Las funciones de visualización mejoradas implementadas en el portal permiten a los usuarios investigar los contextos funcionales de las proteínas oscuras en función de la expresión de genes o proteínas específicas de tejido, interacciones fármaco-diana o relaciones de pares de proteínas o genes en los diagramas de notación de gráficos de biología de sistemas (SBGN) originales de Reactome o la nueva vista de redes de interacción funcional (FI) simplificada de las vías.

ReactomeFIViz es una aplicación de Cytoscape diseñada para encontrar vías y patrones de red relacionados con enfermedades. La aplicación accede a las vías de Reactome, realiza análisis de enriquecimiento de vías para un conjunto de genes, visualiza las vías de impacto e investiga las relaciones funcionales entre los genes en las vías de impacto. La aplicación también accede a la red de interacción funcional (FI) de Reactome. ^[8]

Enlaces a Reactome

Reactome en Twitter
Visita rápida de Reactome en EBI Train OnLine
Reactome en Youtube

Véase también

Hay varios Reactomas que se concentran en organismos específicos, el más grande de ellos se centra en la biología humana , descrita en esta página.

Ver Reactoma vegetal.

Referencias

^ Croft, D.; O'Kelly, G.; Wu, G.; Haw, R.; Gillespie, M.; Matthews, L.; Caudy, M.; Garapati, P.; Gopinath, G.; Jassal, B.; Júpiter, S.; Kalatskaya, I.; Mahajan, S.; Mayo, B.; Ndegwa, N.; Schmidt, E.; Shamovsky, V.; Yung, C.; Birney, E.; Hermjakob, H.; d'Eustachio, P.; Stein, L. (2010). "Reactome: una base de datos de reacciones, vías y procesos biológicos". Investigación de ácidos nucleicos . 39 (Problema de base de datos): D691 – D697 . doi : 10.1093/nar/gkq1018. PMC 3013646 . Número de modelo: PMID21067998.
^ Joshi-Tope, G.; Gillespie, M.; Vastrik, I.; d'Eustachio, P.; Schmidt, E.; De Bono, B.; Jassal, B.; Gopinath, G.; Wu, G.; Matthews, L.; Lewis, S.; Birney, E.; Stein, L. (2004). "Reactome: una base de conocimiento de las vías biológicas". Nucleic Acids Research . 33 (número de la base de datos): D428 – D432 . doi :10.1093/nar/gki072. PMC 540026 . PMID 15608231.
^ Croft D, Mundo AF, Haw R, Milacic M, Weiser J, Wu G, Caudy M, Garapati P, Gillespie M, Kamdar MR, Jassal B, Jupe S, Matthews L, May B, Palatnik S, Rothfels K, Shamovsky V, Song H, Williams M, Birney E, Hermjakob H, Stein L, D'Eustachio P (2014). "La base de conocimientos de la vía Reactome". Ácidos nucleicos Res . 42 (Problema de la base de datos): D472–7. doi : 10.1093/nar/gkt1102. PMC 3965010 . PMID 24243840.
^ Haw, R; Stein, L (junio de 2012). "Uso de la base de datos del reactoma". Protocolos actuales en bioinformática . Capítulo 8: 8.7.1–8.7.23. doi :10.1002/0471250953.bi0807s38. PMC 3427849. PMID 22700314 .
^ Croft, D (2013). "Construcción de modelos utilizando vías reactómicas como plantillas". In Silico Systems Biology . Métodos en biología molecular. Vol. 1021. págs. 273– 83. doi :10.1007/978-1-62703-450-0_14. ISBN 978-1-62703-449-4. PMC 11184635 . PMID 23715990.
^ Griss, Johannes; Viteri, Guilherme; Sidiropoulos, Konstantinos; Nguyen, Vy; Fabregat, Antonio; Hermjakob, Henning (diciembre de 2020). "ReactomeGSA - Análisis comparativo de vías multiómicas eficientes". Proteómica molecular y celular . 19 (12): 2115–2125 . doi : 10.1074/mcp.TIR120.002155 . PMC 7710148 . PMID 32907876.
^ Beavers, Deidre; Brunson, Timothy; Sanati, Nasim; Matthews, Lisa; Haw, Robin; Shorser, Solomon; Sevilla, Cristoffer; Viteri, Guilherme; Conley, Patrick; Rothfels, Karen; Hermjakob, Henning; Stein, Lincoln; D'Eustachio, Peter; Wu, Guanming (julio de 2023). "Ilumine las funciones de las proteínas oscuras utilizando el portal web Reactome-IDG". Protocolos actuales . 3 (7): e845. doi :10.1002/cpz1.845. ISSN 2691-1299. PMC 10399304 . PMID 37467006.
^ Wu, Guanming; Feng, Xin; Stein, Lincoln (2010). "Una red de interacción de proteínas funcionales humanas y su aplicación al análisis de datos sobre el cáncer". Genome Biology . 11 (5): R53. doi : 10.1186/gb-2010-11-5-r53 . ISSN 1474-760X. PMC 2898064 . PMID 20482850.

Recursos relacionados

Otras bases de datos de vías moleculares

Red genética
Caminos de la pantera
Camino común
KEGG (La enciclopedia de Kyoto sobre genes y genomas)
Colección de bases de datos BioCyc
BRENDA (Base de datos de enzimas de Braunschweig)
WikiPathways (que expone las vías del Reactome ^[1] )
Base de datos de toxicogenómica comparativa

^ Bohler, Anwesha; Wu, Guanming; Kutmon, Martina; Pradhana, Leontius Adhika; Coort, Susan L.; Hanspers, Kristina; Haw, Robin; Pico, Alexander R.; Evelo, Chris T.; Blackwell, Kim T. (20 de mayo de 2016). "Reactoma desde una perspectiva de WikiPathways". PLOS Computational Biology . 12 (5): e1004941. Bibcode :2016PLSCB..12E4941B. doi : 10.1371/journal.pcbi.1004941 . PMC 4874630 . PMID 27203685.

[1] Croft, D.; O'Kelly, G.; Wu, G.; Haw, R.; Gillespie, M.; Matthews, L.; Caudy, M.; Garapati, P.; Gopinath, G.; Jassal, B.; Júpiter, S.; Kalatskaya, I.; Mahajan, S.; Mayo, B.; Ndegwa, N.; Schmidt, E.; Shamovsky, V.; Yung, C.; Birney, E.; Hermjakob, H.; d'Eustachio, P.; Stein, L. (2010). "Reactome: una base de datos de reacciones, vías y procesos biológicos". Investigación de ácidos nucleicos . 39 (Problema de base de datos): D691 – D697 . doi : 10.1093/nar/gkq1018. PMC 3013646 . Número de modelo: PMID21067998.

[pmid15608231-2] Joshi-Tope, G.; Gillespie, M.; Vastrik, I.; d'Eustachio, P.; Schmidt, E.; De Bono, B.; Jassal, B.; Gopinath, G.; Wu, G.; Matthews, L.; Lewis, S.; Birney, E.; Stein, L. (2004). "Reactome: una base de conocimiento de las vías biológicas". Nucleic Acids Research . 33 (número de la base de datos): D428 – D432 . doi :10.1093/nar/gki072. PMC 540026 . PMID 15608231.

[3] Croft D, Mundo AF, Haw R, Milacic M, Weiser J, Wu G, Caudy M, Garapati P, Gillespie M, Kamdar MR, Jassal B, Jupe S, Matthews L, May B, Palatnik S, Rothfels K, Shamovsky V, Song H, Williams M, Birney E, Hermjakob H, Stein L, D'Eustachio P (2014). "La base de conocimientos de la vía Reactome". Ácidos nucleicos Res . 42 (Problema de la base de datos): D472–7. doi : 10.1093/nar/gkt1102. PMC 3965010 . PMID 24243840.

[4] Haw, R; Stein, L (junio de 2012). "Uso de la base de datos del reactoma". Protocolos actuales en bioinformática . Capítulo 8: 8.7.1–8.7.23. doi :10.1002/0471250953.bi0807s38. PMC 3427849. PMID 22700314 .

[5] Croft, D (2013). "Construcción de modelos utilizando vías reactómicas como plantillas". In Silico Systems Biology . Métodos en biología molecular. Vol. 1021. págs. 273– 83. doi :10.1007/978-1-62703-450-0_14. ISBN 978-1-62703-449-4. PMC 11184635 . PMID 23715990.

[6] Griss, Johannes; Viteri, Guilherme; Sidiropoulos, Konstantinos; Nguyen, Vy; Fabregat, Antonio; Hermjakob, Henning (diciembre de 2020). "ReactomeGSA - Análisis comparativo de vías multiómicas eficientes". Proteómica molecular y celular . 19 (12): 2115–2125 . doi : 10.1074/mcp.TIR120.002155 . PMC 7710148 . PMID 32907876.

[7] Beavers, Deidre; Brunson, Timothy; Sanati, Nasim; Matthews, Lisa; Haw, Robin; Shorser, Solomon; Sevilla, Cristoffer; Viteri, Guilherme; Conley, Patrick; Rothfels, Karen; Hermjakob, Henning; Stein, Lincoln; D'Eustachio, Peter; Wu, Guanming (julio de 2023). "Ilumine las funciones de las proteínas oscuras utilizando el portal web Reactome-IDG". Protocolos actuales . 3 (7): e845. doi :10.1002/cpz1.845. ISSN 2691-1299. PMC 10399304 . PMID 37467006.

[8] Wu, Guanming; Feng, Xin; Stein, Lincoln (2010). "Una red de interacción de proteínas funcionales humanas y su aplicación al análisis de datos sobre el cáncer". Genome Biology . 11 (5): R53. doi : 10.1186/gb-2010-11-5-r53 . ISSN 1474-760X. PMC 2898064 . PMID 20482850.

[9] Bohler, Anwesha; Wu, Guanming; Kutmon, Martina; Pradhana, Leontius Adhika; Coort, Susan L.; Hanspers, Kristina; Haw, Robin; Pico, Alexander R.; Evelo, Chris T.; Blackwell, Kim T. (20 de mayo de 2016). "Reactoma desde una perspectiva de WikiPathways". PLOS Computational Biology . 12 (5): e1004941. Bibcode :2016PLSCB..12E4941B. doi : 10.1371/journal.pcbi.1004941 . PMC 4874630 . PMID 27203685.