Об этом проекте

#-CAD — кроссплатформенная среда проектирования перекрёстных мегаструктур, распространяемая в виде настольного приложения (macOS, Windows, Linux), веб-приложения и пакета Python. Репозиторий объединяет три связанных компонента: графический редактор #-CAD, Python API crisscross и генератор библиотек последовательностей OrthoSeq. ## Графический редактор #-CAD GUI поддерживает проектирование в двумерной сетке с размещением слэтов в квадратных или гексагональных ячейках, где слэты должны пересекаться на разных слоях, чтобы конструкция была корректной. Доступны 3D-визуализация в реальном времени, свободное размещение грузов и затравок, связывание и дублирование хэндлов для повторяющихся конструкций, а также экспорт командных листов для Echo Liquid Handler. Эволюционный алгоритм выбирает оптимальную последовательность сборочных хэндлов из конечной библиотеки. Экспериментальный режим поддерживает двухканальные слэты 2×16 наряду со стандартными слэтами 1×32. Типичный рабочий процесс: создать или импортировать конструкцию .xlsx, разместить слэты в 2D-сетке, запустить оптимизацию хэндлов, добавить грузы и затравки (требуется суммарно 5×16 хэндлов), затем экспортировать команды Echo или сохранить данные для обработки в Python. ## Python API и OrthoSeq Python API crisscross позволяет программно манипулировать мегаструктурами и использует формат файлов, совместимый с #-CAD, предоставляя большую гибкость ценой более высокого порога входа. Поставляемый пакет orthoseq_generator находит наборы ортогонально связывающихся пар последовательностей ДНК, отбирая последовательности по термодинамической энергии связывания, а не по разнообразию последовательностей. OrthoSeq использует NUPACK для оценки целевого связывания, перекрёстной гибридизации и самосворачивания, представляет кандидатные пары как вершины графа конфликтов и формулирует отбор библиотеки как задачу о независимом множестве. Для полного рабочего процесса доступен графический интерфейс. Установка выполняется через pip (crisscross_kit, Python 3.11+). ## Контекст проекта Проект разработан в лаборатории Уильяма Ши в Институте рака Дейна-Фарбер и Институте Виссса Гарвардского университета; указаны участники, создавшие алгоритм назначения хэндлов, OrthoSeq, протоколы сборки и расстояния Хэмминга, а также первоначальный прототип GUI. Проект распространяется под лицензией MIT, документация размещена на Read the Docs; для #-CAD цитируется статья в Nature Communications, для OrthoSeq — препринт bioRxiv, сопутствующие данные доступны на Zenodo.