مقایسه تکنیکال قابلیت‌های دو نرم افزار کاربردی tophat2 و hisat2 در تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی داده‌های ترانسکریپتومی مرغ

در روند تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی داده‌های اومیکس، پس از فرآیند کنترل کیفیت، اولین گام تجزیه و تحلیل اینست که خوانش‌های هر نمونه مبتنی بر ژنوم مرجع همتراز شوند. در این راستا، نرم‌افزارهای متعددی توسط محققان برای این مرحله همترازی پیشنهاد شده است. با این انگیزه تحقیقاتی، هدف از مطالعه حاضر، مقایسه قابلیت‌های دو نرم‌افزار همترازکننده hisat2 و tophat2  است که به بررسی عملکرد و دقت این دو ابزار در همترازی خوانش‌های توالی‌یابی‌شده در تحلیل داده‌های ترانسکریپتومی (rna-seq) می‌پردازد. hisat2، برنامه سریع و حساس برای همترازی خوانش‌های تولید شده توسط توالی­یابی نسل جدید، به‌دلیل سرعت بالا و نیاز به حافظه کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در مقابل، tophat2 توانایی شناسایی مکان‌های اتصال جدید را با نقشه­یابی مستقیم به رونوشت‌های شناخته شده ترکیب می‌کند، که هم‌ترازی‌های حساس و دقیقی را حتی برای ژنوم‌های بسیار تکراری ایجاد می‌کند. بدین منظور، از مجموع داده‌هایrna-seq  4 نمونه جنین جوجه استفاده شد. بعد از کنترل کیفیت داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار fastqc، ویرایش توالی مبتنی بر نرم‌افزار trimmomatic انجام گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که نرم‌افزار hisat2 می‌تواند 93.687٪ از خوانش‌ها را با ژنوم رفرنس با موفقیت همتراز کند. درحالیکه، این مقدار توسط نرم‌افزار tophat2، 85.85 درصد محاسبه شد. همچنین،hisat2  با 88.68  درصد از داده‌ها به یک جایگاه خاص در ژنوم اختصاص پیدا کرد، در حالی‌که، این ارزش عددی برایtophat2  79.35 درصد به‌دست آمد. در مجموع پیام این پژوهش می‌تواند این عبارت باشد که نرم‌افزار hisat2 در اکثر موارد عملکرد بهتری نسبت به نرم‌افزار tophat2 دارد. این ویژگی‌ها باعث می‌شود برنامه hisat2 برای پروژه‌های بزرگ و داده‌های پیچیده ترانسکریپتومی انتخاب مناسب‌تری باشد. با این حال، tophat2 هنوز در برخی موارد خاص، مانند تحلیل‌های مربوط به ادغام ژن‌ها، می‌تواند نتایج مفیدی ارائه دهد. بنابراین، ملاک‌های انتخاب بین این دو نرم‌افزار باید بر اساس نیازهای خاص تحقیق و نوع داده‌های مورد استفاده انجام شود.

technical comparison of the capabilities of two software applications tophat2 and hisat2 in bioinformatics analysis of chicken transcriptomic data

rna sequencing (rna-seq) begins with aligning sequencing reads to a reference genome following quality control. multiple alignment tools are available, but performance varies depending on data complexity and computational efficiency. this study compared the performance of two popular rna-seq aligners—tophat2 and hisat2—using four chicken embryo rna-seq datasets. quality control was conducted using fastqc, and trimmomatic was used for trimming and preprocessing. results showed that hisat2 successfully aligned 93.69% of the reads, outperforming tophat2, which achieved 85.85%. furthermore, hisat2 assigned 88.68% of reads to specific genomic positions, compared to 79.35% for tophat2. hisat2 also demonstrated superior handling of multi-mapping and complex reads, in addition to offering faster processing and lower memory usage. these results confirm that hisat2 provides more efficient and accurate alignment in transcriptomic studies, making it a preferred tool for rna-seq analysis.