Δημιουργία ροής διεργασιών στην υπολογιστική πλατφόρμα GALAXY για την ταξινομική και λειτουργική ανάλυση μεταγονιδιωματικών δεδομένων

Αγιουτάντης, Παναγιώτης; Agioutantis, Panagiotis

dc.contributor.author	Αγιουτάντης, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Agioutantis, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2014-10-23T07:36:00Z
dc.date.available	2014-10-23T07:36:00Z
dc.date.issued	2014-10-23
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/39348
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.5992
dc.rights	Default License
dc.subject	Ταξινομική κατηγοριοποίηση	el
dc.subject	Λειτουργικός χαρακτηρισμός	el
dc.subject	Ροή διεργασιών	el
dc.subject	Taxonomic binning	en
dc.subject	Functional annotation	en
dc.subject	GALAXY	en
dc.subject	MEGAN	en
dc.subject	Workflow	en
dc.title	Δημιουργία ροής διεργασιών στην υπολογιστική πλατφόρμα GALAXY για την ταξινομική και λειτουργική ανάλυση μεταγονιδιωματικών δεδομένων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	A GALAXY workflow for taxonomic and functional analysis of metagenomic data	en
heal.classification	Βιοπληροφορική	el
heal.classification	Bioinformatics	en
heal.classificationURI	http://localhost:8080/healp/data/7/5/4
heal.classificationURI	http://localhost:8080/healp/data/7/5/4
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-10-07
heal.abstract	Η μεταγονιδιωματική είναι μια ανερχόμενη επιστήμη των μικροβιακών συστημάτων που βασίζεται σε μια μεγάλης κλίμακας ανάλυση του γενετικού υλικού των μικροβιακών κοινοτήτων στο φυσικό τους περιβάλλον. Περιλαμβάνει την ανάλυση του γονιδιώματος ολόκληρων κοινοτήτων μικροοργανισμών, που συνδέονται μεταξύ τους με περίπλοκες αλληλεπιδράσεις, σε διαφορετικές οικολογικές και περιβαλλοντικές συνθήκες και καταστάσεις. Οι εφαρμογές των δεδομένων που προκύπτουν από μεταγονιδιωματικές αναλύσεις είναι ποικίλες και καλύπτουν ένα ευρύ βιομηχανικό και ερευνητικό φάσμα. Τα μεταγονιδιωματικά προγράμματα και αναλύσεις έχουν αναπτυχθεί την τελευταία δεκαετία σε ιδιαίτερα σημαντικό βαθμό, ακολουθώντας τις εξελίξεις σε θέματα που άπτονται του τομέα της Βιοπληροφορικής και της ανάλυσης αλληλουχιών. Η ανάπτυξη νέων τεχνικών αλληλούχισης, συναρμολόγησης και επεξεργασίας δειγμάτων έχει οδηγήσει σε μια αλματώδη ανάπτυξη των γονιδιωματικών και κατά συνέπεια και των μεταγονιδιωματικών αναλύσεων, με απώτερο στόχο την απάντηση σε θεμελιώδη ερωτήματα που αφορούν τον επιστημονικό αυτό τομέα, όπως το ποιες ομάδες μικροοργανισμών εντοπίζονται σε δείγματα από συγκεκριμένα περιβάλλοντα και ταυτόχρονα ποιες λειτουργικές διεργασίες είναι δυνατό να λάβουν χώρα στα πλαίσια μιας συγκεκριμένης περιβαλλοντικής κοινότητας. Προς αυτή την κατεύθυνση και με σκοπό την ταξινομική κατηγοριοποίηση και τον λειτουργικό χαρακτηρισμό μεταγονιδιωματικών δεδομένων, στα πλαίσια της εργασίας αυτής, επιχειρήθηκε η δημιουργία υπολογιστικών εργαλείων ταξινομικής και λειτουργικής ανάλυσης στην πλατφόρμα GALAXY, μια πλατφόρμα που φιλοξενεί μια πληθώρα εργαλείων Βιοπληροφορικής, προσφέροντας άμεσα και εύχρηστα περιβάλλοντα διεπαφής ώστε ο κάθε ερευνητής να δύναται να πραγματοποιήσει έναν μεγάλο αριθμό αναλύσεων. Δημιουργήθηκαν τρία διαφορετικά υπολογιστικά εργαλεία που συνδέθηκαν μεταξύ τους σε μια ροή διεργασιών και τα οποία εκμεταλλεύονται τις λειτουργίες δύο βασικών εργαλείων Βιοπληροφορικής. Αρχικά επιχειρείται μια σύγκριση αλληλουχιών σε βάσεις δεδομένων μέσω της εφαρμογής του BLAST και στην συνέχεια παρέχεται μια πρώτη εικόνα σε ότι αφορά το ταξινομικό και λειτουργικό περιεχόμενο των μεταγονιδιωματικών δεδομένων, μέσω των δυνατοτήτων του εργαλείου MEGAN, ενός εργαλείου ταξινομικής, λειτουργικής και συγκριτικής ανάλυσης μεταγονιδιωματικών δειγμάτων. Τέλος πραγματοποιείται έλεγχος της λειτουργίας των υπολογιστικών αυτών εργαλείων μέσω της εφαρμογής τους σε πραγματικά μεταγονιδιωματικά δεδομένα που προέρχονται από δείγματα τριών διαφορετικών ειδών περιβάλλοντος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν και αξιολογείται η χρησιμότητα και η λειτουργικότητα τους στα πλαίσια μιας μεταγονιδιωματικής ανάλυσης.	el
heal.abstract	Metagenomics is an emerging science of microbial systems, based on a large-scale analysis of the genetic material of microbial communities in their natural environments. Metagenomics involve the genome analysis of entire microbial communities, which are connected through complex interactions, on different ecological and environmental conditions. The applications of data derived from a metagenomic analysis vary, and cover a wide range of industrial and research projects. The metagenomic analyzes have widely developed during the last decade, following the development on issues related to the fields of Bioinformatics and sequencing. The development of new sequencing and assembly techniques, as well as new approaches related to the processing of samples has led to a rapid development of genomic and consequently metagenomic analyzes, aiming to answer fundamental questions concerning this scientific field, such as which groups of microorganisms can be detected in samples from specific environments, while monitoring functional processes that may occur in the context of a specific environmental community. To this end, aiming to the taxonomic binning and functional annotation of metagenomic data, in the context of this diploma thesis, an attempt was made to create computational tools for taxonomic and functional analysis in the GALAXY platform, a platform that hosts a plethora of Bioinformatics tools, providing direct and easy interfaces, so every researcher is able to perform a large number of different analyzes. Three different computational tools were created and subsequently linked to produce a workflow that exploits main features of two basic Bioinformatics tools. Initially, we compared and aligned the metagenomic sequences against reference databases through the implementation of BLAST and then provided a first insight in terms of the taxonomic and functional content of specific metagenomic data through the implementation of the tool MEGAN, a tool for taxonomic, functional and comparative analysis of metagenomic samples. Finally, we tested the functionality of these computational tools through an application in real metagenomic data derived from samples extracted from three different types of environments and presented the results that we obtained. Also, we evaluated the usefulness and functionality of these tools within a metagenomic analysis.	en
heal.advisorName	Κολίσης, Φραγκίσκος	el
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης & Ανάπτυξης Διεργασιών & Συστημάτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	131 σ.
heal.fullTextAvailability	true