Pelillinen käyttöliittymä suurten genomiaineistojen visualisointiin
Asiakas
CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy, lisätietoja antaa sovellusarkkitehti Aleksi Kallio
Työn kuvaus
Projektissa kehitetään pelilliseen käyttöliittymälogiikkaan ja peliohjelmoinnissa käytettyihin Java-kirjastoihin nojaavaa interaktiivista visualisointia suurille genomiaineistoille. Tämä nk. genomiselain pohjautuu olemassa oleviin genomiselainohjelmistoihin, mutta tarjoaa uudenlaisen käyttöliittymän, joka mahdollistaa suurten datojen käsittelyn huomattavasti tehokkaammin.
Suurten genomiaineistojen tuottaminen (sekvenointi) ja analysointi ovat nykyaikaisen tieteen merkittävimpiä haasteita. Viimeisen noin 5 vuoden aikana genomien sekvenoinnissa on tapahtunut merkittävä kehitysaskel, kun nk. seuraavan sukupolven sekvenointilaitteet (next-generation sequencing, deep sequencing) ovat yleistyneet ja tehneet genomiaineistojen tuottamisesta huomattavasti helpompaa ja halvempaa.
Genomiaineistojen käsittelyssä oleellinen työkalu ovat genomiselaimet, joiden avulla aineistoa voidaan tarkastella omassa genomikoordinaatistossaan.
Uuden sukupolven massiivisten genomiaineistojen arkipäiväistyminen asettaa aivan uudenlaisia vaatimuksia genomiselaimille: niiden tulee skaalautua suuriin datamääriin (esim. 1 teratavu) sekä olla riittävän tehokkaita ja helppokäyttöisiä jokapäiväiseksi työvälineeksi.
Opetusministeriön hallinnoima CSC – Tieteen tietotekniikan keskus on kehittänyt genomiaineistojen käsittelyyn soveltuvia ohjelmistoja ja palveluja viimeisen kymmenen vuoden ajan, pääasiallisena asiakasryhmänään suomalaiset tutkijat. Tärkein viime vuosina kehitetty genomitutkimuksen ohjelmisto on Chipster-bioinformatiikkaympäristöön kytkeytyvä genomiselain. Verrattuna muihin vastaaviin ohjelmistoihin, se perustuu nykyaikaisiin käyttöliittymäperiaatteisiin (vrt. Google Earth) ja mahdollistaa genomien selaamisen ja analyysien suorittamisen samassa ympäristössä. Chipster-ympäristö on laajasti käytössä myös Suomen ulkopuolella. Chipster-ympäristön genomiselain on käyttöliittymäteknisesti varsin edistynyt, mutta sitä kehittäessä on käynyt selväksi, että toisaalta vieläkin edistyneemmällä käyttöliittymällä voitaisiin suurten aineistojen käsittelystä tehdä merkittävästi helpompaa, ja toisaalta, että nykyinen käyttöliittymä ei sovellu tarpeisiin, joiden voidaan ennustaa nousevan keskeiseksi uuden sukupolven sekvenointitekniikoiden yleistyessä. Erityisesti yksittäisen näytteen sisältämän datamäärän kasvu sekä näytteiden määrän kasvu (vrt. 1000 Genomes Project) tulevat muuttamaan genomiselauksen luonnetta.
Seuraavan sukupolven sekvenointiaineistot ovat tärkein kehityskohde biolääketieteessä parhaillaan, joten onnistuessaan projektilla voi olla merkittävä tieteellinen vaikutus.
Toteutusympäristö
Java, NiftyGUI
Erityisvaatimukset
-
Immateriaalioikeudet
Projekti toteutetaan laitoksen yleisen lisenssisopimuksen alaisuudessa.
Lisätietoja
