Software Reviews

จัดการ sequence ง่ายๆ ด้วยการใช้ SeaView

ประเวช อรรจวัฒนวงศ์

ผมเชื่อว่าเพื่อนหลายคนที่ทำวิจัยด้าน sequence analysis คงเคยประสบกับปัญหาเรื่องการเลือกใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์มาใช้แสดง DNA sequence หรือ protein sequence รวมทั้งไม่รู้ว่าจะทำ sequence alignment อย่างไรดี โปรแกรมหนึ่งที่คนส่วนมากรู้จักคือ BioEdit แต่นั่นก็มีข้อจำกัดตรงที่ โปรแกรมนี้ใช้ได้เฉพาะระบบปฏิบัติการ Windows เท่านั้น ใครที่เป็นสาวกของ Apple Macintosh หรือชอบใช้ระบบปฏิบัติการ UNIX อย่าง Ubuntu ก็ไม่สามารถใช้งานโปรแกรมตัวนี้ได้

วันนี้ผมมีโปรแกรมคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งมานำเสนอ นั่นก็คือ SeaView ครับ โปรแกรมนี้เขียนขึ้นโดยนักวิจัยชื่อ Manolo Gouy และกลุ่มวิจัยของเขาซึ่งเป็นกลุ่มวิจัยจากฝรั่งเศส อันที่จริงโปรแกรมนี้ก็ไม่ใช่ของใหม่อะไร แต่ที่ใหม่คือโปรแกรมนี้เพิ่งจะออก version 4.2.6 ซึ่งเป็น version ล่าสุดในปีนี้เองครับ ท่านที่สนใจอยากลองใช้หรือทดสอบความสามารถของโปรแกรมก็ download มาใช้ได้จากเว็บไซต์ของ SeaView โดยตรงครับ โดยไปที่ http://pbil.univ-lyon1.fr/software/seaview.html ซึ่งเวบไซต์ดังกล่าวก็มีหน้าตาแบบที่ปรากฏในรูปครับ แล้วก็เลือก download โปรแกรมให้ตรงกับระบบปฏิบัติการของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ท่านใช้งานอยู่ เท่านี้ก็ได้ SeaView มาใช้แล้วครับ โปรแกรมนี้ไม่ต้อง install แต่อย่างใด คือเปิดใช้งานได้เลยครับ

อันที่จริง SeaView ไม่ใช่โปรแกรมที่ทำงานด้าน sequence alignment ที่ดีที่สุด แต่ที่ผมนำมาเสนอในคอลัมน์นี้ก็เพราะว่ามันมีจุดเด่นหลายอย่างครับ ข้อแรก โปรแกรมนี้เป็น multiplatform นั่นก็คือสามารถทำงานได้บนระบบปฏิบัติการหลายชนิด ทั้งระบบ Windows, Mac OS, Linux และยังสามารถทำงานบน server ที่ใช้ระบบปฏิบัติการแบบ Solaris ได้อีกด้วยครับ ข้อสอง โปรแกรมนี้เป็น open source ครับ นั่นก็แปลว่าฟรีไงครับ ผมเลยคิดว่าโปรแกรมนี้น่าจะเป็นทางเลือกสำหับนักวิจัยที่มีทุนน้อย และยังเหมาะกับการเรียนการสอนด้วย เนื่องจากไม่ต้องเสียสตางค์ซื้อเลยครับ ข้อสาม โปรแกรมนี้มีระบบ GUI หรือทำงานผ่านระบบกราฟฟิกครับ ทำให้ user ไม่ต้องปวดหัวกับ command line ที่ยาก (หลายคนชอบบ่นว่า command line มันยาก แต่ผมว่ามันก็ไม่ยากอย่างที่คิดนะ) ข้อสี่ ความสามารถของโปรแกรมนี้สามารถรองรับงานหลักๆ ของการศึกษา sequence analysis ได้พอสมควร

เอาล่ะครับ ความสามาถหลักๆ ของโปรแกรมที่ผมกล่าวทิ้งไว้ก็มีอยู่ด้วยกัน 3 ส่วนครับ ส่วนแรก คือการเชื่อมต่อกับฐานข้อมูลใหญ่ๆ เพื่อ download sequence ซึ่งโปรแกรมสามารถดึงข้อมูลจากฐานข้อมูล GenBank EMBL และ UniProt ผ่านระบบ internet ได้ ความสามารถส่วนที่ 2 คือ การ alignment ครับ โปรแกรมนี้ได้ merge โปรแกรมสำหรับทำ sequence alignment ไว้ 2 ตัวครับ นั่นก็คือ ClustalW และ muscle นักวิจัยในกลุ่มที่เชี่ยวชาญด้าน sequence analysis เขาทราบกันดีว่า ClustalW เป็นโปรแกรมที่มีความถูกต้อง (accuracy) น้อยมาก และไม่เป็นที่นิยมแล้ว แต่โปรแกรมนี้ก็ยังคงมีข้อดีด้านความเร็วครับ สำหรับงานวิจัยบางอย่างที่ต้องการทำ alignment ของ sequence จำนานมาก (500-10,000 sequences) ก็สามารถใช้โปรแกรมตัวนี้ทำ alignment เพื่อการดูผลของ alignment แบบคร่าวๆ ก่อนได้ ส่วนโปรแกรม muscle จัดเป็นโปรแกรมที่มีความถูกต้องสูงกว่า ClustalW มากและยังมีจุดเด่นเรื่องการใช้ CPU time ด้วย เพราะใช้เวลาในการ run น้อย รวมทั้งยังเป็นที่นิยมมากกว่าด้วย อันนี้ก็เป็นทางเลือกให้ user ครับ แต่สำหรับ user ที่ไม่ต้องการจะใช้โปรแกรมทั้ง 2 ชนิดนั้น หรือจำเป็นต้องใช้โปรแกรมอื่น SeaView ก็จัด option มาให้ user ดึงโปรแกรมสำหรับ alignment อย่างอื่นเข้ามาใช้ร่วมด้วยได้ โดย user จะต้องบอกให้ SeaView ทราบถึง argument ของโปรแกรมใหม่ เพียงเท่านี้ท่านก็เพิ่มประสิทธิภาพให้ SeaView ได้แล้วครับ ข้อดีอันนี้ทำให้ประสิทธิภาพของ SeaView ไม่ได้ถูกจำกัดด้วยจำนวนโปรแกรมที่มีมาในตอนต้นครับ ความสามารถอย่างสุดท้ายของโปรแกรมก็คือ การทำ phylogenetic tree ไงครับ โปรแกรม SeaView มีทางเลือกให้ user สามารถสร้าง phylogenetic tree ได้ 3 วิธีด้วยกับ คือ distance, parsimony และ maximum likelihood และในวิธี maximum likelihood ยังสามารถเลือกใช้ model ในการสร้าง tree ได้ถึง 7 models ด้วยกัน โดย model ที่มีความซับซ้อนมากที่สุดที่โปรแกรมจัดไว้ให้คือ GTR model ครับ

ท่านที่ชื่นชอบและได้นำโปรแกรม SeaView ไปใช้ในงานวิจัยและตีพิมพ์งานวิจัยของท่านไปแล้ว ก็อย่าลืมอ้างอิง paper ของโปรแกรมด้วยครับ การอ้างอิงก็ใช้รูปแบบตามที่แสดงไว้ด้านล่างนี่เลยครับ

Gouy M., Guindon S. & Gascuel O. (2010) SeaView version 4: a multiplatform graphical user interface for sequence alignment and phylogenetic tree building. Molecular Biology and Evolution 27(2):221-224.

ผมคิดว่า หลายคนคงยิ้มแล้ว เพราะได้ของเล่นชิ้นใหม่ไปลองเล่นกันแล้ว แล้วพบกันใหม่ครับ