Desenvolvimento de um pipeline para análise genômica e transcriptômica com base em Web services

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Sistemas de pipeline para análise de genomas e transcriptomas têm o objetivo de criar pontes de comunicação entre as diferentes ferramentas no intuito de reduzir os esforços do pesquisador no processo de análise. A maioria dos pipelines descritos na literatura carece de funcionalidades importantes para o desenvolvimento de projetos de sequenciamento. Entre elas, a capacidade de acompanhar e gerar resultados parciais das análises ao longo do desenvolvimento do projeto; a presença de um ambiente colaborativo onde os diferentes laboratórios envolvidos possam contribuir com novos dados e cromatogramas; a possibilidade da configuração dos parâmetros da análise; o suporte a múltiplos pipelines com diferentes configurações; e o suporte à inclusão de novos programas e módulos. Neste trabalho, foi desenvolvido um protótipo que supre essas deficiências. O progresso dos projetos é acompanhado ao longo de todo o seu desenvolvimento. Para isso, recebe dados brutos de cromatogramas, realiza análises dos dados parciais e emite relatórios com os resultados. A comunicação com o servidor de processamento é realizada via Web service, oferecendo uma interface na linguagem universal XML que permite que aplicações cliente em plataformas heterogêneas submetam dados e realizem operações e consultas. Os pipelines são configurados através de arquivos XML em formato específico, no qual o pesquisador define os programas a parâmetros a utilizar. O protótipo dá suporte a múltiplos pipelines com execução simultânea em um mesmo projeto. A execução dos pipelines é realizada em paralelo por meio de um pool de threads, o que aumenta a eficiência dividindo a carga de processamento em servidores com mais de um núcleo. Uma aplicação cliente foi desenvolvida na plataforma colaborativa, permitindo que os diferentes grupos de pesquisa envolvidos no sequenciamento criem pipelines, visualizem resultados e troquem informações sobre o andamento do projeto. Outro diferencial do protótipo desenvolvido é a extensibilidade. Cada etapa do pipeline é encapsulada em um módulo. Novos módulos podem ser facilmente inseridos sem a necessidade de recompilação de todo o sistema, bastando para isso que o mesmo implemente uma interface específica. A inserção no sistema é realizada declarativamente em arquivos XML. Um estudo de caso foi realizado com a submissão de cromatogramas a partir do sequenciamento de ESTs (Expressed Sequence Tags) de Sphenophorus Levis. Um pipeline foi configurado para o estudo, e sua execução mostrou que o sistema é eficiente e apresenta bons resultados.

ASSUNTO(S)

bioinformática outros análise genômica genomic analysis pipeline análise transcriptômica web service sequenciamento transcriptomic analysis

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