LibreGene:基于 Tauri 的跨平台质粒编辑工具项目

分子生物学序列编辑器。镜像自GitHub。

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LibreGene

LibreGene — 质粒编辑器

License: GPL v3

English

轻量级跨平台桌面质粒编辑器。特征标注、引物设计、酶切分析、序列比对、RNA 折叠——全部免费开源。

LibreGene 编辑器:特征翻译、引物、ORF、GC 含量与酶切位点同屏显示

功能特性

特征标注

  • 极简显示 — CDS / mRNA 特征自动翻译,氨基酸直接渲染在序列下方
  • 自动检测与标注 — 在「新建序列」对话框粘贴序列,常见特征(启动子、抗性标记、ori、标签等)自动检测,一键勾选即可标注
  • ORF 搜索 — 双链六读框扫描开放阅读框,结果内联显示
  • GC 含量轨道 — 滑动窗口 GC% 以渐变带渲染在序列下方,窗口大小可调
  • 支持复合(多段)特征、自定义颜色、链方向切换,增强型 GenBank 读写可保留颜色和引物注释

新建序列对话框:自动检测特征

引物

  • 匹配情况可视化 — 每条引物与模板逐碱基比对,错配、退火区和 Tm 值一目了然
  • 辅助设计 — 支持片段扩增、重叠延伸 PCR(OE-PCR)和定点诱变,候选引物按 Tm / GC% 排列,可加酶切位点尾巴

引物匹配详情

密码子优化

  • 内置 9 个物种的密码子使用表 — 可将任意 CDS / mRNA 特征优化为目标表达宿主
  • 三种策略 — 最优密码子、匹配密码子使用频率、或针对源物种做协调(harmonize)
  • 先预览再应用 — 翻译校验、CAI 与 GC% 前后对比一目了然;可选避免产生指定酶切位点

限制性内切酶

  • 内置 900+ 酶数据库,支持甲基化感知过滤
  • 分类清晰 — 唯一切点、双切点、平末端和 IIS 型酶区分显示,切割位点同步标注在侧边滚动条上,方便快速定位
  • 自定义酶组 — 可定义自己的酶集合并随时切换
  • 供应商详细参数 — 内置来自 New England Biolabs、赛默飞 FastDigest 和**愚公生物(百时美)**的缓冲液兼容性、孵育温度、甲基化敏感性与失活信息

酶切与跑胶模拟

  • 电子酶切模拟 — 挑选酶、设定切割效率,枚举所有酶切产物,包括不完全酶切的中间产物
  • 虚拟凝胶电泳 — 可选琼脂糖/PAGE 胶基质、浓度与电泳时间,内置或自定义 DNA Ladder;迁移率按拓扑结构计算(未切割的环状质粒以超螺旋条带迁移),并模拟条带扩散

酶切跑胶模拟

序列比对

  • 多种格式 — 支持导入 Sanger 测序结果(.ab1)、FASTA 和 GenBank 序列,与参考序列比对显示
  • 错配、插入和缺失原位高亮,自动计算每条读段的一致性(identity)
  • 测序峰图显示 — 打开 .ab1 文件即可在序列旁查看 Sanger 峰图曲线

序列比对视图,含 Sanger 测序峰图

RNA 二级结构

  • MFE 折叠 — 本地计算最小自由能二级结构预测
  • 交互式布局 — 力导向结构视图,支持平移缩放和拖拽核苷酸;还可作为编辑器背景显示

RNA 二级结构预测

MCP / LLM Agent 集成

LibreGene 内置了 MCP 服务器(仅监听本机回环 127.0.0.1:8766,Bearer token 鉴权),让终端里的 LLM Agent 像真实用户一样操作已打开的质粒——UI 实时同步更新。启动 LibreGene 后,打开侧边栏的 MCP Server 对话框(或空项目界面的 "Connect an LLM agent via MCP" 链接),复制自动生成的配置提示词(已内嵌 URL 和访问令牌)发给你的 Agent,它会自行完成配置。

共暴露 16 个工具,覆盖完整编辑流程:

  • 项目与文件 — open_project、save_file(支持子序列/区域导出)、list_workspace、add_to_workspace
  • 读取 — read_sequence、get_project_overview、get_region_view
  • 编辑 — edit_sequence(插入/删除/替换)、set_feature(创建与更新)
  • 引物 — add_primer、test_primers(临时引物结合检查,含 Tm 与扩增子大小)、design_primers(扩增 / OE-PCR / 诱变)
  • 分析 — find_restriction_sites、find_orfs、add_alignment、convert_sequence(序列转换 + 9 个物种的密码子优化)

示例任务

examples/tasks 目录收录了可直接运行的 Agent 任务,每个都附带 Prompt.txt(可直接发给 Agent 的自然语言指令)和参考结果:

  • Primer Design — 将 mEGFP 克隆进 BamHI/HindIII 消化过的 BlueScribe 载体:设计带酶切尾巴的克隆引物、挑选菌落 PCR 鉴定引物,再设计 A206K 定点诱变引物
  • Alignment — 给定 pVA-MCS 和三份 Sanger .ab1 测序结果,判断哪些样本成功突变掉了 BbsI 酶切位点
  • RNAi — 根据载体序列和实验 Protocol,设计靶向目标基因(GOI)的 RNAi 质粒
  • CAR-T — 根据抗 CD19 CAR(FMC63 scFv–CD28–CD3ζ)的氨基酸序列,设计 pLVX-CAR-IRES-ZsGreen1 表达载体

更多

  • 环状质粒图谱视图,与序列编辑器并列显示
  • DNA / RNA / 蛋白质模式 — RNA 和蛋白质序列使用单链编辑器
  • 换行与连续视图 — 多行自动换行,或单行横向滚动
  • BLAST 搜索 — 右键选区即可提交 NCBI BLAST
  • SnapGene 历史记录 — 浏览 .dna 文件中内嵌的历史快照
  • 插件系统 — 可扩展架构,方便添加自定义工具
  • 多项目标签页 — 侧边栏快速切换
  • 完整的撤销/重做 — 序列编辑和特征修改均可回退
  • GenBank / SnapGene / FASTA — 读写 .gb/.gbk 与蛋白 .gpt;读取 .dna/.rna/.prot(SnapGene)、FASTA 和 Sanger .ab1

插件

LibreGene 支持插件——src/plugins/ 里的 dotplot 查看器和跑胶模拟器就是示例。想开发自己的插件?请看插件开发指南,然后提个 PR。欢迎贡献!

安装

macOS(Homebrew,Apple Silicon):

brew install --cask dl-li/libregene/libregene

应用暂未做 Apple 公证,首次打开请右键 → 打开(或在「系统设置 → 隐私与安全性」中允许)。

也可以直接从 GitHub Releases 下载各平台安装包:macOS(dmg)、Windows(msi / nsis)、Linux(Flatpak)。

快速开始

npm install
npx tauri dev

需要 Node.js ≥ 20、Rust ≥ 1.75 以及 Tauri v2 系统依赖。

许可证

GNU General Public License v3.0 — 参见 LICENSE。

Copyright (C) 2025 dl-li

致谢

感谢本项目贡献者 liu1568075 和 Masterchiefm。

同时感谢本项目参考的众多优秀开源工具,包括 pLannotate、pydna、DNA Chisel、Biopython、RibossFold 等。

项目介绍

分子生物学序列编辑器。镜像自GitHub。

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