Διαδικτυακή Εφαρμογή Εξερεύνησης Βιολογικών Αλληλεπιδράσεων Με Τεχνικές Οπτικοποίησης Δεδομένων

Abstract

Τα micro-RNAs (miRNAs) ανακαλύφθηκαν το 1993 με αφορμή μελέτες στο νηματώδες Caenorhabditis elegans και βρέθηκε ότι αποτελούν έναν εκ των μηχανισμών ελέγχου της γονιδιακής έκφρασης. Τα miRNAs, όπως έχει καθιερωθεί να λέγεται, «αλληλεπιδρούν» με γονίδια μην επιτρέποντάς τους να εκφραστούν. Για τη μελέτη τέτοιων αλληλεπιδράσεων έχουν αναπτυχθεί διάφοροι αλγόριθμοι πρόβλεψης. Ωστόσο, δεν προβλέπουν όλοι οι αλγόριθμοι τις ίδιες αλληλεπιδράσεις καθώς καθένας βασίζει τις προβλέψεις του σε διαφορετικό συνδυασμό βιολογικών παραγόντων.Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι αλγόριθμοι πρόβλεψης διαθέτουν έναν ιστότοπο στον οποίο παρουσιάζονται τα αποτελέσματά τους. Ωστόσο, εάν ένας ερευνητής επιθυμεί να προβεί σε συγκρίσεις μεταξύ των αλγορίθμων ή επιθυμεί να μελετήσει αλληλεπιδράσεις συνδυάζοντας δεδομένα από πολλούς αλγορίθμους, θα αντιμετωπίσει μια βασική δυσκολία: πρώτα πρέπει να συλλέξει τα πρωτογενή δεδομένα (raw data) από όσους αλγορίθμους θέλει να μελετήσει, να τα φέρει σε μορφή κατάλληλη για συγκρίσεις και κατόπιν να προβεί στο κυρίως μέρος της μελέτης του και να εξάγει πιθανά συμπεράσματα.Στόχος της παρούσης εργασίας είναι η δημιουργία μιας διαδικτυακής εφαρμογής εξερεύνησης αλληλεπιδράσεων γονιδίων-miRNAs με δύο σημαντικές καινοτομίες. Η πρώτη είναι η δυνατότητα συνδυαστικής μελέτης αλληλεπιδράσεων αντιπαραβάλλοντας προβλέψεις διαφορετικών αλγορίθμων. Η δεύτερη είναι οι γραφικές απεικονίσεις των μελετούμενων αλληλεπιδράσεων έτσι ώστε να διευκολυνθεί η ανάλυσή τους, η διαισθητική ερμηνεία των αποτελεσμάτων και η εξαγωγή συμπερασμάτων. Η χρήση των γραφημάτων, ειδικά, αποτελεί μία καινοφανή προσπάθεια να αξιοποιηθούν τεχνικές οπτικοποίησης πληροφοριών στο ερευνητικό πεδίο των miRNAs. Επιπρόσθετα, η εφαρμογή παρέχει συνδέσμους προς άλλες συναφείς βιολογικές βάσεις δεδομένων και ιστοτόπους. Έτσι, ο χρήστης μπορεί άμεσα να αντλήσει επιπλέον πληροφορίες για το εκάστοτε αντικείμενο που μελετά (γονίδιο, miRNA ή συγκεκριμένη αλληλεπίδραση) αξιοποιώντας τα δεδομένα από την αντίστοιχη πηγή.Σε επίπεδο μεθοδολογίας, η εφαρμογή που δημιουργήθηκε θα μπορούσε να αποτελέσει ένα πρωτότυπο του α) πώς να σχεδιάζονται εργαλεία βιοπληροφορικής που υποστηρίζουν τη συνδυαστική εξερεύνηση πληροφοριών από διαφορετικές και, το κυριότερο, ετερογενείς μεταξύ τους βάσεις δεδομένων, β) πώς μπορούν να αξιοποιηθούν τεχνικές οπτικοποίησης πληροφορίας σε εργαλεία βιοπληροφορικής.