龐大的數(shù)據(jù)體量與實(shí)時(shí)互動(dòng)需求，使傳統(tǒng)可視化工具往往力不從心。研究者亟需一個(gè)既能實(shí)時(shí)更新，又支持交互的科學(xué)圖表平臺(tái)，例如點(diǎn)擊交互、結(jié)構(gòu)過(guò)濾、即時(shí)響應(yīng)等。

解決方案概覽：如何使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)？

圖示 1：結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)平臺(tái)流程與可視化概覽

1. （A）流程： 從 AFDB、ESMAtlas 和 MIP 數(shù)據(jù)庫(kù)中提取蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，先在各自數(shù)據(jù)集中聚類(lèi)，再進(jìn)行合并并附加功能性注釋。
2. （B）可視化： 使用 PaCMAP 對(duì)結(jié)構(gòu)空間進(jìn)行二維降維，展示結(jié)構(gòu)分類(lèi)（如 CATH）、蛋白質(zhì)長(zhǎng)度與 AlphaFold 置信分（pLDDT）。
3. （C）數(shù)據(jù)庫(kù)互補(bǔ)性： 展示 AFDB、ESMAtlas 與 MIP 三者在結(jié)構(gòu)空間中所覆蓋的獨(dú)特與重疊區(qū)域。

軟件層面的痛點(diǎn)：為什么需要 SciChart 這樣的實(shí)時(shí)交互圖表工具？

傳統(tǒng)圖表解決方案在實(shí)時(shí)性和復(fù)雜數(shù)據(jù)處理方面常常力不從心，主要問(wèn)題包括：

• 交互功能有限： 無(wú)法支持實(shí)時(shí)篩選、切換與點(diǎn)擊操作，影響數(shù)據(jù)庫(kù)之間的對(duì)比與探索；
• 數(shù)據(jù)更新緩慢： 過(guò)濾或選擇某些蛋白時(shí)，渲染速度慢，打斷研究節(jié)奏；
• 多數(shù)據(jù)源整合困難： 實(shí)時(shí)集成多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)（如 AFDB、ESMAtlas、MIP）對(duì)大多數(shù)圖表工具來(lái)說(shuō)十分棘手。

SciChart 如何解決上述問(wèn)題？

作為一款高性能科學(xué)圖表工具，SciChart為該研究平臺(tái)提供了關(guān)鍵支撐：

• 實(shí)時(shí)過(guò)濾與切換：
  SciChart 可無(wú)延遲切換不同數(shù)據(jù)集。研究人員可以基于長(zhǎng)度、來(lái)源或結(jié)構(gòu)質(zhì)量等屬性篩選結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)。
• 極致性能：
  SciChart 每秒可處理超 10 萬(wàn)次數(shù)據(jù)更新，即使在低內(nèi)存環(huán)境下也無(wú)卡頓。其 64 位庫(kù)可支持 WPF 環(huán)境下處理十億數(shù)據(jù)點(diǎn)，JavaScript 環(huán)境下可處理百萬(wàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并能在單個(gè)儀表板中同時(shí)呈現(xiàn)數(shù)百條數(shù)據(jù)序列。
• 點(diǎn)擊操作與注釋功能：
  用戶可點(diǎn)擊某一蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)調(diào)出詳細(xì)注釋?zhuān)üδ軡摿Α⑾嚓P(guān)蛋白等），極大地提高了結(jié)構(gòu)-功能探索效率。
• 高響應(yīng)交互：
  用戶可流暢地縮放、拖動(dòng)并聚焦到蛋白質(zhì)聚類(lèi)區(qū)域，確保無(wú)延遲的數(shù)據(jù)交互體驗(yàn)。
• 多數(shù)據(jù)源無(wú)縫整合：
  SciChart 能整合 AFDB、ESMAtlas 與 MIP 數(shù)據(jù)，用戶可在不打斷操作的前提下切換結(jié)構(gòu)與功能數(shù)據(jù)視圖。
• 可定制視圖：
  用戶可通過(guò)過(guò)濾器自定義視圖，按功能分類(lèi)、結(jié)構(gòu)分布等方式深度挖掘數(shù)據(jù)，觀察不同數(shù)據(jù)庫(kù)之間蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)差異與相似性。

圖示 2：由 SciChart 支持的交互式蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)空間可視化

該平臺(tái)支持用戶在三大數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)時(shí)瀏覽結(jié)構(gòu)、點(diǎn)擊查看注釋、縮放特定區(qū)域，界面直觀，探索高效。

項(xiàng)目成果：賦能蛋白質(zhì)功能的實(shí)時(shí)洞察

為什么科學(xué)家需要用計(jì)算機(jī)建模蛋白質(zhì)？借助SciChart，該研究平臺(tái)提供了一個(gè)真正實(shí)時(shí)、交互式的結(jié)構(gòu)探索環(huán)境，極大地改善了科研效率，取得如下成果：

• 結(jié)構(gòu)-功能動(dòng)態(tài)探索：
  研究人員可隨時(shí)觀察結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，無(wú)需依賴(lài)靜態(tài)數(shù)據(jù)。
• 更深入的數(shù)據(jù)解讀：
  通過(guò)實(shí)時(shí)過(guò)濾與注釋?zhuān)茖W(xué)家可更準(zhǔn)確地判斷未知蛋白的潛在功能。
• 促進(jìn)全球協(xié)作：
  作為開(kāi)放平臺(tái)，SciChart 的引入使全球研究人員能夠協(xié)作共享、基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提出新假設(shè)。

結(jié)語(yǔ)：像 SciChart 這樣的工具，為科研帶來(lái)什么？

本項(xiàng)目的成功展示了實(shí)時(shí)交互可視化工具（如 SciChart）在科學(xué)研究中的關(guān)鍵作用。隨著結(jié)構(gòu)生物學(xué)的數(shù)據(jù)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，實(shí)時(shí)交互、點(diǎn)擊注釋、跨庫(kù)切換將成為研究新發(fā)現(xiàn)的必備工具。

SciChart提供的 JavaScript 圖表庫(kù)與 React 圖表方案，兼具性能、交互性與靈活性，已經(jīng)成為生物信息學(xué)、計(jì)算生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)等領(lǐng)域 R&D 科學(xué)家的關(guān)鍵利器。

它不僅使研究人員能夠理解蛋白質(zhì)的復(fù)雜性，也在推動(dòng)生命科學(xué)的新突破。

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