Correlizer (beendet)

Genome sind fantastische Hüter der genetischen Information und sind das Ergebnis evolutionärer Replikations-, Mutations- und Selektionsprozesse. Genome kodieren Funktionen auf zellulärer Ebene, über die organismische Ebene, bis hin zur komplexen Basis des Geistes. In menschlichen Zellen manifestiert sich die genetische Information, welche die meisten Prozesse von der zellulären Ebene über die Embryogenese bis hin zu den kognitiven Fähigkeiten steuert, in einem diploiden Satz von 23 DNA-Moleküle (Chromosomen), die zusammen aus ~ 3x10⁹ Basenpaaren (bp) bzw. ~ 2,80 GB an Daten bestehen. Das gesamte Genom, das zusammen genommen etwa 2 m lang ist, ist in vergleichsweise kleinen Zellkernen mit einem typischen Durchmesser von ca. 10 µm oder einem Volumen von etwa 500 ?m³ enthalten. Die sequentielle Organisation der Genome, d.h. die Beziehungen zwischen entfernten Basenpaaren und Regionen innerhalb der Sequenzen, und dessen Positionierung innerhalb der dreidimensionalen Genomarchitektur ist immer noch ein weitgehend ungelöstes Problem.

Correlizer soll helfen, diese Geheimnisse zu enträtseln und fand bereits Korrelationen zwischen weit voneinander entfernten Genomregionen auf fast der gesamten beobachtbaren Skala von 132 vollständig sequenzierten Chromosomen mit 0,5 x 10⁶ bis 3,0 x 10⁷ bp Länge, die das gesamte Organismenspektrum von Archaea, Bakterien, Arabidopsis thaliana, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Drosophila melanogaster und Homo sapiens abdecken. Die lokalen Korrelationskoeffizienten zeigen ein artspezifisches Multiskalierungsverhalten: Während nahezu zufällige Korrelationen in der Größenordnung von wenigen Basenpaaren vorliegen, konnte ein erstes Maximum von 40 bis 3.400 bp (für Arabidopsis thaliana und Drosophila melanogaster in zwei Submaxima aufgeteilt) identifiziert werden, und oft eine Region von einem oder mehreren zweiten Maxima im Bereich zwischen 10⁵ bis 3 x 10⁵ bp. Innerhalb dieses Multiskalierungsverhaltens ist eine zusätzliche Feinstruktur präsent, die in allen außer den menschlichen Sequenzen (in denen sie mit der Nukleosomaenbindung zusammenhängt) abhängig ist von der Codon Usage.

Computergenerierte Zufallssequenzen, die eine Blockorganisation der Genome annehmen und eine bestimmte Codon Usage, sowie Nukleosomenbindung voraussetzen, stimmen mit diesen Ergebnissen überein. Mutation durch Sequenzneuoanordnung zerstörte alle identifizierten Korrelationen. Somit scheint die Stabilität der Korrelationen evolutionär streng kontrolliert zu werden und steht im Zusammanhang mit der räumlichen Organisation des Genoms, insbesondere bezüglich der chromosomalen Fernordung.

Zusammenfassend wurde herausgefunden, dass Genome eine komplexe sequentielle Organisation aufweisen, die in einem engen Zusammenhang mit der dreidimensionalen Architektur steht. Diese Erkenntnis hat ganz neue Einblicke in die Genomorganisation aufgezeigt und ist für das allgemeine Verständnis von Genomen von Bedeutung, auf dessen Basis dann neue Diagnose- und Behandlungsmöglichkeiten entwickelt werden können. Mit der Technik moderner Hochdurchsatz-Sequenzierung können heute ganze Genome zu einem sehr niedrigen Preis sequenziert werden. Mittlerweils füllen tausende von vollständig sequenzierten Genomen öffentliche Datenbanken. Folglich wird auch die Analyse dieser genetischen Sequenzen immer wichtiger.

In 2016 wurde eine Abschlussarbeit mit dem Titel "The detailed 3D multi-loop aggregate rosette chromatin architecture and functional dynamic organization of the human and mouse genomes" geschrieben.

Projektübersicht

Correlizer
Name	Correlizer
Kategorie	Biologie
Ziel	besseres Verständnis der energetischen Beziehungen im Genom
Kommerziell	nein
Homepage	ehemals: svahesrv2.bioquant.uni-heidelberg.de/correlizer/

Biologisches Institut Universität Heidelberg, Deutschland

Projektstatus

Projektstatus
Status	beendet
Beginn	03.08.2011
Ende	Projekt gibt keine WUs mehr aus, weil es in inzwischen in AlmereGrid integriert ist (dort gibt es WUs)

Clientprogramm

Betriebssysteme

	Windows
	Windows 64bit
	Linux
	Linux 64bit
	Linux on ARM
	Android
	Raspberry Pi
	DOS
	MacOS X
	MacOS X 64bit
	BSD
	CUDA
	OpenCL
	OpenCL
	Solaris
	Java (betriebssystemunabhängig)

Client-Eigenschaften

Funktioniert auch über Proxy
Normal ausführbares Programm
Als Bildschirmschoner benutzbar
Kommandozeilenversion verfügbar
Personal Proxy für Work units erhältlich
Work units auch per Mail austauschbar
Quellcode verfügbar
Auch offline nutzbar
Checkpoints

WU-Informationen

Aktuelle und genaue Details für BOINC-Projekte gibt es bei WUProp.

Name	RAM	Dauer	Deadline	Speicherplatz	Download	Upload	Mindestanforderung

Die Dauer ist die durchschnittliche Rechenzeit, die auf entsprechender CPU (Taktung in der Klammer) gebraucht wird.
Die Deadline ist die Zeitspanne, in der die Work unit berechnet sein muss.

Veröffentlichte Versionen

Die jeweils aktuellen Versionen können hier eingesehen werden.

• 03.08.2011: BioMedial Genome Correlations 1.01 (Linux)

• 30.07.2011: BioMedial Genome Correlations 1.00 (Windows,Linux,Linux 64,MacOS X)

Installation

Correlizer (beendet) benutzt die BOINC-Infrastruktur. Die Anmeldung, Installation und Konfiguration sind auf der allgemeinen BOINC-Seite beschrieben.