Desenvolvimento de aplicação web para visualização e análise genética microbiana

Abstract

Com o realizar desta tese pretende-se o desenvolvimento de um sistema de informação (GIN - Genome Inspector) com base numa arquitectura web para análise genómica de bactérias. A aplicação desenvolvida deve ser capaz, com base nos ficheiros com as sequências genómicas anotadas de bactérias e archaea, de permitir a criação de mapas genómicos globais individuais, circulares e/ou lineares, onde estão colocados em evidência alguns genes, estando claramente assinalada a sua posição no genoma e orientação. Permite também a criação de mapas genómicos globais múltiplos de modo a ter a comparação visual de vários mapas individuais. Com base nas ferramentas disponíveis no GIN será possível trabalhar o resultado fornecido em programas de alinhamentos múltiplos. Esses alinhamentos também são possíveis de fazer na nossa aplicação. Com esse mesmo resultado também será possível perceber qualquer alteração genómica entre as várias bactérias anotadas nos ficheiros por nós criados. Todo o desenvolvimento deste sistema de informação foi feito de raiz e envolveu um processamento de formatos de dados complexos, procedimentos de organização de dados para o uso de ferramentas específicas (Ex: BLAST, MUSCLE) com requisitos rigorosos de dados e ao mesmo tempo uma base de dados relacional coerente. O Desenvolvimento web desta aplicação envolveu o uso de complexos procedimentos gráficos e modelos de interação que exigiram uma forte ênfase na aplicação de tecnologias HTML5 e AJAX. pretende-se uma continuidade e evolução, uma vez que este sistema demonstrou ser bastante úti para a utilização na resolução de problemas na área de análise genómica de bactérias.

With this work it is intended to describe the development process of a web based information system for baterial genomic analysis (GIN - Genome Inspector). The developed application should be able to organize and retrieve annotated sequence DNA data for several genomes and display the respective genetic maps, circular or linear, where the respective genomic position and orientation is displayed. The application also allows the display of multiple maps for simultaneous comparison. These results can be futher analised through multiple alignment procedures, also made available. With these analysis tools it will be possible to distinguish and determinate genomic changes between different genomes. This system was developed from the ground up and involved the processing of complex data formats, data organization procedures for the usage of specific bioinformatics tools (e.g. BLAST and MUSCLE) with strict data requirements, while simultaneously maintaining a coherent relational database necessary for the remaining application. The web development of the application involved the use of complex graphical procedures and interaction models that required a strong emphasis on the application of AJAX and HTML 5 technologies.