BioNumerics 8.0 生物類緣關係分析軟體
- BioNumerics 8.0 生物類緣關係分析軟體
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類別生化統計分析軟體
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介紹BioNumerics的特性之一是包含了一個整合了針對於各種現有的生物學數據的分析模塊的關係型數據庫。本系統除了提供了強大的，對輸入數據的類型和大小沒有限制的多用戶的環境，同時提供了現有最先進的對凝膠圖譜，指紋圖譜，序列信息等的分析工具。數據庫裡面的數據記錄，可以是細菌或者是病毒菌株，動物，植物，真菌，或任何器官的指紋圖譜樣本。同時，不同的試驗方法來的樣本也可以定義在同一個數據庫的記錄中。利用本系統，用戶可以對多種試驗數據的不同的記錄之間進行研究比較，並對不同的記錄通過整合進行分類鑑定。
BioNumerics 8.0 BioRelationship Analysis Software
NEW LOOK AND FEEL
The BIONUMERICS user interface received a
complete overhaul, featuring a contemporary
flat design in the bioMérieux corporate color
scheme. New icons are used throughout the
software for a more consistent look and feel.
LOCAL CALCULATION ENGINE
The local calculation engine allows you to launch
jobs on your own computer, much in the same way
as launching jobs on the calculation engine. These
jobs run as a separate process and hence do not
block theuse of BIONUMERICS while they are being
processed.
Since no data are sent to the calculation engine,
thisprovides an answer for labs that need to deal
with extremely strict data regulations. Job types
offered on the local calculation engine include
de novo assembly via SKESA, reference mapping
using SNAP, assemblybased wgMLST allele calling
and the maximum likelihood clustering algorithms
RAxML and FastTree.
The re-designed Submit job dialog box deals with
the expanded algorithm offering (see below) and
allows to run jobs either on the local calculation
engine or on the calculation engine. It clearly
indicates the algorithm to be used, hence it is no
longer needed to click the settings button to
access this information.
Just as on the calculation engine, sequence read
set data are downloaded transparently from
NCBI’s SRA, EMBL’s ENA, Amazon S3 buckets,
BaseSpace and Aliyun OSS buckets. A download
job is automatically launched when needed and
the de novo assembly or reference mapping job
is started after the download job completes.
IMPROVEMENTS ON THE CLOUD-BASED CALCULATION ENGINE
Several additional algorithms were added as jobs
on the Applied Maths Cloud Calculation Engine and
are accessible in BIONUMERICS version 8.0 via the
WGS tools plugin.
HYBRID GENOME ASSEMBLY
Hybrid genome assembly combines output of
different sequencing technologies to obtain the
best possible result. Hybrid assembly is implemented
in BIONUMERICS version 8.0 via Unicycler on the
calculation engine. Unicycler creates a short-read
assembly graph (typically using Illumina data) and
then uses long reads data (PacBio or NanoPore) to
build bridges, often resulting in a complete genome
assembly.
A new sequence read set experiment type setting
(“Define as long reads”) was introduced to indicate
that this experiment contains long reads, i.e. from
PacBio or NanoPore sequencers.
NEW / UPDATED DE NOVO ASSEMBLY ALGORITHMS
As mentioned above, the open source de novo
assembly algorithm Unicycler is now available for
hybrid assembly and for regular short read assembly.
Final polishing of the assembly is done via Pilon
and/or Racon.
NCBI’s fast and performant SKESA assembler is
added to the list of available de novo assembly
algorithms. Final base calling is done via SNAP
reference mapping to ensure consistent results
between assemblies on the calculation engine
and local calculation engine.
The open source SPAdes de novo assembly
algorithm is updated from v3.7.1 to v3.13.1.
Final base calling is done via Bowtie2 reference
mapping.
PROKKA ANNOTATION
The Prokka annotation pipeline by Torsten
Seemann is offered as a job on the calculation
engine,complementing the already existing
annotation tool in BIONUMERICS. Although
primarily intended for whole genome sequences,
Prokka jobs can be launched on all nucleic acid
sequence types except reference mapped
sequence types.
CFSAN SNP PIPELINE
A CFSAN (US FDA, Center for Food Safety and
Applied Nutrition) SNP analysis can be started
from a comparison, using sequence read sets
as input data. The resulting SNP matrix is stored
as an aspect of the sequence read set.
MAXIMUM LIKELIHOOD CLUSTERING
Two open source Maximum Likelihood (ML)
clustering algorithms (RAxML and FastTree) are
offered as jobs on the calculation engine. RAxML
is a very popular and widely used ML algorithm in
the scientific community. However, FastTree generates trees significantly faster than RAxML with little
(and in most cases no) degradation in tree accuracy.
RAxML and FastTree jobs can be launched from
the comparison window.
REFERENCE MAPPING
The open source SNAP sequence aligner is added
as reference mapper algorithm, offering accurate
results and short calculation times for mapping
sequence read sets against a reference sequence,
either as pre-processing for a wgSNP analysis or
as final base calling step in a de novo genome
assembly.
DOWN SAMPLING FOR OVER-SEQUENCED SAMPLES
For all de novo assemblies, a down sampling
procedure is implemented. This procedure
assesses coverage based on the genome length
as specified in the curator settings. If the coverage
is lower than 200, no down sampling is performed
and the de novo assembly proceeds with the original
data set. If coverage is higher, the data set is down
sampled for assembly. This procedure avoids
longrunning or failed de novo assembly jobs,
while maintaining accurate results.
NEW FUNCTIONAL GENOTYPING PLUGINS
Functional genotyping plugins allow the prediction
of phenotypic traits based on whole genome
sequences. Additional organism-specific genotyping
plugins are available in BIONUMERICS version 8.0
for Listeria, Salmonella and Staphylococcus aureus
and the existing plugins for Escherichia coli and
Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC)
are improved. The genotyping plugins are
included in the installation while the knowledge
bases are downloadable from the website. As
knowledge bases are separated from plugin
features, this allows you to specify the KB
version to use, for each feature separately.
The change logging of the knowledge bases
has been improved and reports can be
generated per strain/sample. There is a
general report that highlights the main
conclusions and a detailed report that
provides the evidence on which the main
conclusions are based. Analysis times
are optimized and now range between 30
seconds and 2 minutes per sample.
E. COLI FUNCTIONAL GENOTYPING
The Escherichia coli functional genotyping plugin
allows you to screen E. coli whole genome
sequences to predict serotype, virulence, and
antibiotic resistance. It also allows you to detect
phages and plasmids and to extract PCR amplicon
sequences. The existing plugin was updated to
benefit from the separation between plugin code
and search data and from faster execution times.
LISTERIA FUNCTIONAL GENOTYPING
The Listeria functional genotyping plugin is new
in BIONUMERICS version 8.0 and allows you to
screen Listeria whole genome sequences to predict
serotype, virulence, and resistance against
antibiotics and detergents. It also allows you to
detect phages.
MTBC FUNCTIONAL GENOTYPING
The MTBC functional genotyping plugin allows you
to screen Mycobacterium tuberculosis complex
whole genome sequences to predict spoligo type,
species, lineage, and resistance against antibiotics
SALMONELLA FUNCTIONAL GENOTYPING
The Salmonella functional genotyping plugin is
new in BIONUMERICS version 8.0 and allows you
to screen Salmonella whole genome sequences
to predict serotype (via SeqSero on the calculation
engine), virulence, and antibiotic resistance. It also
allows you to detect phages.
STAPHYLOCOCCUS AUREUS FUNCTIONAL GENOTYPING
The Staphylococcus aureus functional genotyping
plugin allows you to screen S. aureus whole
genome sequences to predict virulence and
antibiotic resistance. It also allows you to detect
phages and to extract MLST and spa repeat sequences.
IMPROVED PERFORMANCE
Nucleic acid and amino acid sequences in a
BIONUMERICS database are now stored as GZIP
archives instead of plain text. This compression,
combined with a better indexing of the relevant
database tables, decreases the loading time for
sequences and therefore improves responsiveness,
especially when working with whole genome
sequence databases over the network.
Results from wgMLST assembly-based allele
calling jobs are compressed on the calculation
engine to speed up their download.
OTHER IMPROVEMENTS
BIONUMERICS version 8.0 received numerous
smaller improvements:
• New import routines for Vitek MS data and
Bruker FTIR spectra.
• Additional options are available for exporting
sequences from the comparison window to
FASTA files.
• New Chromium embedded web browser to
replace the outdated Gecko browser.
The embedded web browser is used e.g.
for displaying the online help, running online
scripts and rendering functional genotyping
reports.
• The Database tools, Dendrogram tools,
Sequence translation tools and Sequence
extraction plugins are now installed by default.
• The number of currently selected entries in the
database is shown in the caption of the
Comparison window.
• Two additional buttons are available in the
Startup screen, to facilitate the download of
demonstration databases and for finding the
database you are looking for in a potentially
long.
• list of databases, respectively.
The BIONUMERICS user interface can be
translated in Chinese. The language is selected
in the Startup screen.
• Faster database backup and restore functionality
due to the implementation of a new 7-zip version.
• High-DPI compatibility setting(scaling by
Windows) is enabled by default on BnStart.exe
and Bn.exe to improve the rendering of the
software on high-resolution (4K) screens.
• The BIONUMERICS installer does not have a
dependency on the .NET 3.5 framework anymore,
resulting in an easier installation.
系統需求
the BIONUMERICS application are the cumulative
requirements needed to run the Operating System,
the BIONUMERICS application and any third-party
software that will run concurrently (e.g. Microsoft
Office).
The typical minimum hardware requirements for
a computer running Windows Vista, Microsoft
Office 2010 and the BIONUMERICS application are:
• Processor: 2 gigahertz (GHz) processor or higher
• Processor Type: Intel Core i5 or higher
compatible processor, 64-bit architecture
• Memory: 8 GB or higher
• Hard disk: 2 GB of free disk space(application
files only).
• Display: WXGA+ (1440 x 900) or higher
resolution monitor, True Color (32 bit)
• USB port: Depending on the license type a
free USB port may be required.
BioNumerics 8.0 生物類緣關係分析軟體
新樣貌
BIONUMERICS 用戶界面進行了徹底改造，在bioMérieux corporate的配色方案中具有現代化平面設計。 整個軟體都使用了新圖標，更一致的外觀和感覺。
本地端計算引擎
本地計算引擎允許你在自己的電腦上啟動
在你自己的計算機上啟動作業，與在計算引擎上啟動作業的方式相同。
和在計算引擎上啟動作業一樣。這些
作業作為一個單獨的進程運行，因此不會
在它們被處理時，不會阻礙BIONUMERICS的使用。
處理。
由於沒有數據被發送到計算引擎。
這為那些需要處理極其嚴格的數據規定的實驗室提供了答案。
需要處理極其嚴格的數據規定的實驗室提供答案。工作類型
在本地計算引擎上提供的工作類型包括 通過SKESA進行新
的組裝，使用SNAP進行參考圖譜繪製使用SNAP，基於
組裝的wgMLST等位基因調用和最大似然聚類算法重新設
計的 "提交工作 "對話框處理了擴充的算法（見下文），
並且允許在本地計算引擎或計算引擎上運行作業。
或計算引擎上運行作業。它清楚地
它清楚地表明了要使用的算法，因此不再需要點擊設置按鈕。
不再需要點擊設置按鈕來訪問這些信息。
就像在計算引擎上一樣，序列讀數集數據是以透明方式從計算
引擎下載的。
集數據是以透明方式從 NCBI的SRA、EMBL的ENA、
Amazon S3桶。
BaseSpace和Aliyun OSS桶。下載工作會在需要時自動啟動，並且從頭組裝或參考圖譜工作在下載工作完成後啟動。
CLOUD-BASED 计算引擎的改善
在應用數學云計算引擎上增加了幾個額外的算法作為工作
在應用數學云計算引擎上增加了一些額外的算法，並且可以在
BIONUMERICS 8.0版本中通過以下方式獲得。
在BIONUMERICS 8.0版本中可以通過WGS工具插件。
基因組裝混合
混合基因組組裝結合了不同測序技術的輸出
不同的測序技術以獲得最好的可能結果。混合組裝的實現
在BIONUMERICS 8.0版中通過計算引擎上的Unicycler實現。
計算引擎。 Unicycler創建一個短線程
組裝圖（通常使用Illumina數據），然後使用長讀數據（PacBio或NanoPore）。
然後使用長讀數據（PacBio或NanoPore）來建立橋樑。
構建橋樑，通常會產生一個完整的基因組
組裝。
一個新的序列讀數集實驗類型設置("Define as long reads")
被引入以表示這個實驗包含長讀數，即從PacBio或NanoPore測序儀。
新的/更新的從頭組裝算法
如上所述，開放源碼的從頭裝配算法Unicycler現在可用於
組裝算法Unicycler現在可用於混合組裝和常規短讀組裝。
組裝的最後潤色是通過Pilon和/或Racon完成。
NCBI的快速和高性能的SKESA裝配器被添加到可用的從頭裝配列表中。
被添加到可用的從頭裝配算法列表中。
算法。最後的鹼基調用是通過SNAP考圖譜來完成最終的鹼基調用，以確保計算引擎上的組裝結果一致計算引擎上的組裝和本地計算引擎上的組裝結果一致。
開源 SPAdes 從頭組裝算法從 v3.7.1 更新到 v3.13.1。
最終鹼基調用通過 Bowtie2 參考完成映射。
PROKKA註解
Torsten 的 Prokka 註釋管道Seemann 被提供作為計算工作
引擎，補充已有的BIONUMERICS 中的註釋工具。 雖然
主要用於全基因組序列，Prokka工作可以在所有核酸上啟動
除引用映射外的序列類型序列類型。
CFSAN SNP管道
A CFSAN（美國 FDA，食品安全中心和
Applied Nutrition）SNP分析可以開始
從比較中，使用序列讀取集作為輸入數據。
存儲得到的 SNP 矩陣作為序列讀取集的一個方面。
MAXIMUM LIKELIHOOD CLUSTERING
兩種開源的最大似然（ML）算法
聚類算法（RAxML和FastTree）。
作為計算引擎上的工作提供。 RAxML
是一種在科學界非常流行和廣泛使用的ML算法。
科學界非常流行和廣泛使用的ML算法。然而，
FastTree生成樹的速度比RAxML快得多，
而且幾乎沒有(而在大多數情況下，樹的精度沒有下降。
參考圖示
新增開源SNAP序列對齊器作為參考映射器算法，
提供準確的映射的結果和較短的計算時間
針對參考序列的序列讀取集，作為 wgSNP 分析的預處理或
作為從頭基因組中的最終鹼基調用步驟裝配。
對過度測序的樣本進行下採樣
對於所有從頭組裝，向下採樣程序執行。 這個程序
根據基因組長度評估覆蓋率如策展人設置中所指定。
如果覆蓋範圍小於200，不進行下採樣然後從頭組裝
繼續原來的數據集。 如果覆蓋率更高，則數據集下降
取樣組裝。 該程序避免了長時間運行或失敗的從頭組裝作業，
同時保持準確的結果。
新的功能性基因分型插件
功能性基因分型插件允許預測
基於全基因組的表型性狀
序列預測表型性狀。其他針對生物體的基因分型
插件可在BIONUMERICS 8.0版中使用。
可用於李斯特菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌
以及現有的大腸桿菌和
大腸桿菌和結核分枝桿菌(MTBC)的現有插件。
得到了改進。基因分型插件已包括在安裝中
包括在安裝中，而知識庫
而知識庫則可從網站上下載。由於
知識庫是與插件分開的
功能分開，這使您可以為每個功能分別指定KB
版本，以便為每個功能分別使用。
知識庫的變化記錄
已經得到改善，報告可以
生成每個菌種/樣品的報告。有一個
突出主要結論的一般報告
的總報告和一份詳細報告
提供主要結論所依據的證據
結論所依據的證據。分析時間
優化，現在每個樣品的分析時間在30
每份樣品在30秒至2分鐘之間。
大腸桿菌中有功能基因分型
大腸桿菌功能基因分型插件
允許你篩選大腸桿菌全基因組
序列，以預測血清型、毒力和
抗生素抗性。它還允許你檢測
噬菌體和質粒，並提取PCR擴增子的
序列。現有的插件已經更新，以便
從插件代碼和搜索數據之間的分離中獲益
和搜索數據的分離以及更快的執行時間。
李斯特菌功能性基因分型
李斯特菌功能基因分型插件是新的
在 BIONUMERICS 8.0 版中，並允許您
篩選李斯特菌全基因組序列進行預測
血清型、毒力和抗性抗生素和清潔劑。
它還允許您檢測噬菌體。
Mtbc 功能性基因分型
MTBC功能基因分型插件允许你
筛选结核分枝杆菌复合体全基因
组序列来预测spoligo类型。
种类、血统和对抗生素的抗性
沙門氏菌的功能基因分型
沙門氏菌功能基因分型插件是BIONUMERICS 8.0版本中的新功能。
BIONUMERICS 8.0版中的新功能，使您能夠
篩選沙門氏菌全基因組序列以預測血清類型
（通過計算引擎上的SeqSero引擎）、毒力和抗生素抗性。
它還允許你檢測噬菌體。
金黃色葡萄球菌功能基因分型
金黃色葡萄球菌功能基因分型
插件允許您篩選整個金黃色葡萄球菌
基因組序列預測毒力和
抗生素耐藥性。 它還允許您檢測
噬菌體並提取 MLST 和 spa 重複序列。
改善功能
BIONUMERICS數據庫中的核酸和氨基酸序列現在以GZIP格式存儲。
BIONUMERICS數據庫中的核酸和氨基酸序列現在被存儲為GZIP
檔案，而不是純文本。這種壓縮。
與相關數據庫表的更好索引相結合
這種壓縮與相關數據庫表的更好索引相結合，
減少了序列的加載時間，從而提高了響應速度。
序列的加載時間，因此提高了響應速度。
特別是在通過網絡處理全基因組
序列數據庫時。
基於wgMLST組裝的等位基因的結果
等位基因調用工作的結果在計算引擎上被壓縮，
以加快下載速度。
引擎上進行壓縮，以加快其下載速度。
OTHER IMPROVEMENTS
BIONUMERICS 8.0版獲得了許多小的改進。
• Vitek MS 數據的新導入例程和使用 FTIR 光譜。
• 其他選項可用於將序列導出到FASTA文件
• 新的Chromium嵌入式網絡瀏覽器替換過時的
Gecko瀏覽器。
內嵌的網絡瀏覽器被用於，例如用於顯示在線
幫助、運行在線 腳本和呈現功能基因分型
報告。
• 數據庫工具、樹狀圖工具、序列翻譯工具和序列
現在默認安裝提取插件。
• 當前選中的條目數數據庫顯示在標題中比較窗口。
• 兩個附加按鈕可用開機畫面，方便下載示範數據庫
和尋找您正在尋找的潛在數據庫
• 列表中的數據庫。
BIONUMERICS的用戶界面可以被翻譯成
可以翻譯成中文。語言的選擇是在啟動屏幕中選擇。
• 更快的數據庫備份和恢復功能由於採用了新的7-zip
版本。
• 高DPI兼容性設置（由Windows默認情況下啟用
BnStart.exe和Bn.exe，以改善軟件在高分辨率（4K）
屏幕上的渲染效果。
軟件在高分辨率（4K）屏幕上的渲染。
• BIONUMERICS的安裝程序不再依賴於不再依賴
.NET 3.5框架。
從而使安裝變得更容易。
TURBOMOLE 7.5 化學計算軟體
Turbomole被認為是進行HF，DFT，MP2計算最快最穩定的代碼之一。它的特色不是在於新方法和新功能，而在於解決如何用盡量短的時間和 盡量少的內存需求，快速、穩定地處理工業應用型的分子。特別是它獨有的RI-DFT方法，據稱可以較其它大多數DFT程序節省10倍的CPU時間，因此非 常適合於大分子計算或中等分子的重複性計算（如幾何優化）
CrystalDiffract v6 化學分子軟體
CrystalDiffract將X射線和中子粉末衍射的世界帶到您的計算機屏幕上，通過交互式控制和輕鬆表徵您的實驗數據。實時參數控制可讓您試驗衍射和样本設置，並提供即時反饋。將這些與即時混合物創建相結合-以及在同一窗口中加載觀察數據的能力 -您將擁有一個強大的工作台應用程序，供研究人員、教師和學生使用。
Diamond 4 分子結構軟體
Diamond是傑出的分子和晶體結構顯示軟體.它結合了多種功能，可以用於含有晶體結構數據的工作，適用於教育，科學研究以及出版。Diamond像其它的軟體一樣不僅可以畫出精密的分子和晶體結構圖片，它還有一系列拓展的功能，它可以讓你很容易的從一套基本結構參數（晶胞，空間群和原子的位置）中模擬任意部分的晶體結構。