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The National Center for Biotechnology Information (NCBI) GenBank|基因组学数据集|生物信息学数据集

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www.ncbi.nlm.nih.gov2024-10-26 收录
基因组学
生物信息学
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资源简介:
GenBank是一个全面的、公开可访问的DNA序列数据库,包含了来自各种生物体的基因组序列数据。它由美国国家生物技术信息中心(NCBI)维护,涵盖了从病毒、细菌到真核生物的广泛物种。数据集包括基因、蛋白质编码区域、调控元件等详细信息。
提供机构:
www.ncbi.nlm.nih.gov
AI搜集汇总
数据集介绍
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构建方式
NCBI GenBank数据集的构建基于全球科研机构和实验室提交的生物序列数据。这些数据包括DNA、RNA和蛋白质序列,涵盖了从微生物到高等生物的广泛范围。数据提交者需遵循NCBI的格式标准和质量控制流程,确保数据的准确性和完整性。NCBI通过自动化工具和人工审核相结合的方式,对提交的数据进行处理和注释,最终整合到GenBank数据库中。
使用方法
NCBI GenBank数据集广泛应用于生物信息学、基因组学和分子生物学等领域。研究人员可以通过NCBI的Entrez系统进行序列检索、比对和分析,利用BLAST工具进行序列相似性搜索。此外,GenBank数据集还支持多种编程接口(API),方便开发者进行自动化数据处理和分析。用户可以根据研究需求,选择合适的工具和方法,从GenBank中提取有价值的信息。
背景与挑战
背景概述
NCBI GenBank,作为美国国家生物技术信息中心(NCBI)的核心数据库之一,自1982年创建以来,已成为全球生物信息学领域的重要资源。该数据集由众多国际研究机构和科学家共同维护,致力于收集、存储和分发所有已知的核酸序列。其核心研究问题在于如何高效地整合和管理海量的基因序列数据,以支持基因组学、分子生物学和生物医学研究。NCBI GenBank不仅为科学家提供了丰富的数据资源,还极大地推动了基因组测序技术的发展和应用,对生命科学领域的研究产生了深远影响。
当前挑战
尽管NCBI GenBank在基因序列数据管理方面取得了显著成就,但其面临的挑战依然严峻。首先,随着基因测序技术的飞速发展,数据量呈指数级增长,如何高效存储和快速检索这些数据成为一个重大挑战。其次,数据质量的保证和一致性问题也亟待解决,尤其是在处理来自不同实验室和研究机构的数据时。此外,数据隐私和安全问题在基因数据共享中显得尤为重要,如何在确保数据安全的前提下促进数据共享和合作,是NCBI GenBank需要持续关注和解决的问题。
发展历史
创建时间与更新
NCBI GenBank数据集创建于1982年,由美国国家生物技术信息中心(NCBI)主导开发。自创建以来,GenBank经历了多次重大更新,最近一次主要更新发生在2021年,以适应日益增长的基因组数据需求。
重要里程碑
NCBI GenBank的第一个重要里程碑是1982年的创建,标志着公共基因组数据库的诞生。1992年,GenBank与欧洲分子生物学实验室(EMBL)和日本DNA数据库(DDBJ)建立了国际合作,形成了国际核苷酸序列数据库协作(INSDC),极大地扩展了数据共享和整合。2003年,随着人类基因组计划的完成,GenBank的数据量和多样性显著增加,成为全球基因组研究的核心资源。
当前发展情况
当前,NCBI GenBank已成为全球最大的公共基因组数据库,涵盖了几乎所有已知的生物物种的基因组数据。其数据不仅支持基础生物学研究,还在医学、农业和环境科学等领域发挥了关键作用。随着高通量测序技术的进步,GenBank的数据量持续快速增长,为全球科研人员提供了丰富的资源。此外,GenBank不断优化其数据检索和分析工具,以适应日益复杂的基因组研究需求,进一步推动了生命科学的发展。
发展历程
  • NCBI GenBank首次发布,作为美国国家卫生研究院(NIH)的一部分,旨在存储和提供生物序列数据。
    1982年
  • GenBank与欧洲分子生物学实验室(EMBL)和日本DNA数据库(DDBJ)建立合作关系,形成国际核苷酸序列数据库合作(INSDC)。
    1986年
  • GenBank引入BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)工具,显著提升了序列比对和搜索的效率。
    1992年
  • GenBank开始支持大规模基因组测序项目,如人类基因组计划,极大地扩展了其数据存储和分析能力。
    1997年
  • GenBank发布其首个完整的人类基因组序列草图,标志着基因组学研究的重要里程碑。
    2000年
  • GenBank引入序列注释和元数据的标准化框架,提高了数据质量和互操作性。
    2005年
  • GenBank开始支持下一代测序技术,进一步扩展其数据类型和容量。
    2010年
  • GenBank推出其云服务,提供更高效的数据访问和分析工具。
    2015年
  • GenBank发布COVID-19病毒基因组序列,支持全球抗击疫情的研究和开发。
    2020年
常用场景
经典使用场景
在生物信息学领域,NCBI GenBank数据集被广泛用于基因序列的存储与分析。其经典使用场景包括基因组测序数据的比对、进化树构建以及基因功能预测。通过整合全球范围内的基因序列信息,GenBank为研究人员提供了一个强大的平台,用于探索基因的多样性和功能。
解决学术问题
NCBI GenBank数据集解决了生物信息学中基因序列数据的共享与整合问题。通过提供一个统一的基因序列数据库,GenBank促进了跨学科的研究合作,推动了基因组学、进化生物学和分子生物学等领域的快速发展。其意义在于为全球科学家提供了一个开放的资源,加速了新基因和新功能的发现。
实际应用
在实际应用中,NCBI GenBank数据集被广泛用于疾病诊断、药物开发和农业育种等领域。例如,研究人员可以通过比对GenBank中的基因序列,快速识别与疾病相关的基因变异,从而开发新的诊断方法和治疗策略。此外,GenBank还支持农业科学家优化作物基因,提高产量和抗病性。
数据集最近研究
最新研究方向
在生物信息学领域,NCBI GenBank作为全球最大的基因序列数据库,其最新研究方向主要集中在基因组数据的深度挖掘与应用。研究者们致力于通过先进的算法和计算模型,解析基因组中的复杂结构和功能区域,以揭示基因与疾病之间的关联。此外,随着高通量测序技术的普及,GenBank的数据量呈指数级增长,如何高效地存储、检索和分析这些海量数据成为当前的研究热点。这些研究不仅推动了基因组学的发展,也为个性化医疗和精准治疗提供了重要的数据支持。
相关研究论文
  • 1
    GenBankNational Center for Biotechnology Information (NCBI) · 2005年
  • 2
    The Universal Protein Resource (UniProt) in 2010European Bioinformatics Institute · 2010年
  • 3
    The Gene Ontology resource: 20 years and still GOing strongGene Ontology Consortium · 2019年
  • 4
    The Sequence Read ArchiveNational Center for Biotechnology Information (NCBI) · 2011年
  • 5
    The European Nucleotide Archive in 2017European Molecular Biology Laboratory · 2017年
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