Σχεδιασμός και ανάπτυξη της εφαρμογής βιοπληροφορικής "signal to response correlator" για τη συσχέτιση πρωτεϊνών μέσω εξόρυξης δεδομένων

Abstract

Η παρούσα Διπλωματική Εργασία πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο του μαθήματος «Βιοϊατρικής Τεχνολογίας» του Τομέα Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών και προτείνει μια μεθοδολογία για την εύρεση του συντελεστή συσχέτισης ανάμεσα σε σηματοδότριες και σε ενεργούσες πρωτεΐνες εντός και εκτός κυττάρου, μέσω της εξόρυξης δεδομένων και επεξεργασίας των από τις περιλήψεις των χιλιάδων δημοσιεύσεων του Endnote.Η μεθοδολογία αυτή μετουσιώθηκε στον προγραμματισμό της εφαρμογής «Signal to Response Correlator». Η δομή της είναι χωρισμένη στις ενότητες της Εισαγωγής, των Μεθόδων, των Αποτελεσμάτων, της Συζήτησης, των Μελλοντικών Βελτιώσεων και τέλος της Βιβλιογραφίας. Στην ενότητα των Μεθόδων αναλύονται οι βασικές αρχές της τεχνολογίας εξόρυξης δεδομένων, η διαδικασία εύρεσης συσχετίσεων στην βιοπληροφορική, η μεθοδολογία που ακολουθούμε μέχρι την εύρεση του συντελεστή συσχέτισης των πρωτεϊνών, η ροή δεδομένων, η ροή εργασιών, επεξήγηση των βάσεων δεδομένων και της εφαρμογής που κατασκεύασα, παράμετροι που χρησιμοποιεί το σύστημα και τέλος ανάλυση της γραφικής διεπιφάνειας GraphicUserInterface της εφαρμογής. Στην ενότητα των Αποτελεσμάτων αναλύονται οι τιμές των παραμέτρων που χρησιμοποιούνται και δίνεται μια μελέτη περιπτώσης για ένα ζευγάρι πρωτεϊνών. Στην ενότητα της Συζητήσης αναλύονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της εφαρμογής έναντι άλλων εφαρμογών Βιοϊατρικής τεχνολογίας. Στην ενότητα των Μελλοντικών Βελτιώσεων αναλύονται όλες οι μελλοντικές προσθήκες, αλλαγές και βελτιώσεις που θα μπορούν να γίνουν στην εφαρμογή. Τέλος παρουσιάζεται η Βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε για την συγγραφή της Διπλωματικής Εργασίας.

This thesis titled “Design and development of the data mining-bioinformatics application “Signal To Response Correlator”,was written in association with the class "Biomedical Engineering" of the Systems Biology & Bioengineering Research Laboratory, Dept. of Mechanical Engineering, National Technical University of Athens. We propose a methodology for assigning the correlation coefficient among signaling proteins inside the cell and response proteins outside the cell, using data mining techniques while processing thousands of abstracts from Endnote. The methodology was implicated in the software «Signal to Response Correlator». The structure of the thesis is divided into the following sections: Introduction, Methods, Results, Discussion, Future Improvements and finally the References. The Methods section includes the basic principles of data mining technology, the process of finding correlations in bioinformatics, the methodology which was followed in order to assign the correlation coefficient, the data flow, workflow, explanation of the database of the software that I built, the parameters that the system is using and finally analyzes the Graphic User Interface. The Resultssection includesthe parameters used and given a case study of a pair of proteins. The Discussion section includesthe advantages and disadvantages of the application. The Future Improvements section includesall future additions, changes and improvements can be made on implementation. Finallythe References used for writing the thesis are presented.