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Goran Neshich EMBRAPA _ Foco: Dados Conhecimento.

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1 Goran Neshich EMBRAPA _ Foco: Dados Conhecimento

2 Goran Neshich Bioinformática na EMBRAPA Seqüenciamento Genoma completo Estrutura Proteica Fluxograma – descrição completa do projeto GENOMA ç Alvos para ação dos fármacos, agrotóxicos, inseticidas, fungicidas etc. #1 #2 #4 #3 Produto In silico testes Testes no campo

3 Goran Neshich Anotação Gênica Comparação de genomas Descritores de Estrutura Descritores de Função Proteoma Redes de expressão de genes Sequence Blast Lexical Structure STING Sintactic Function SMS Semantic Role Microarray Image Analysing Pragmatic

4 Goran Neshich Bioinformática na EMBRAPA Seqüenciamento e Anotação das seqüências (unidades descentralizadas da EMBRAPA) Análise das Estruturas das proteínas e seus complexos com DNA e Ligantes (Cenargen & NBI/CNPTIA) Funcionalidade das proteínas e seus complexos (NBI – CNPTIA) Fluxograma – descrição completa do projeto GENOMA Alvos identificados nas estruturas protéicas e ligantes detectados como modificadores da função (NBI – CNPTIA) Função EstruturaSeqüências

5 Goran Neshich Bioinformática na EMBRAPA Desktops Server 2 Anotação das seqüências Seqüências Server 3 Usuários Lab 12, 2,3,7 Sistema de transfer. Usuários Lab 4 Usuários Lab 2Usuários Lab 7Usuários Lab 3 Seqüências Fluxograma – sugestão baseada na competência atual Função Seqüência Estrutura

6 Goran Neshich Bioinformática na EMBRAPA Desktops Server 2 Anotação das seqüências Seqüências Server 3 Usuários Lab 12, 2,3,7 Sistema de transfer. Seqüenciamento, junção e anotação das seqüências Os laboratórios de pesquisa das unidades descentralizadas do sistema Embrapa contribuem com arquivos contendo as seqüências e suas anotações As seqüências são juntadas para criar o genoma completo As sequências são anotadas de acordo com sua similaridade com outras sequências já existentes em BDs Todos os dados permanecem com descritores originais, para busca fácil e identificação As atualizações são refletidas para todos os participantes O sistema exige o controle de acessos e segurança. Usuários Lab 4 Usuários Lab 2Usuários Lab 7Usuários Lab 3 Seqüências

7 Goran Neshich Bioinformática na EMBRAPA Desktops Server 2 Geração das vacinas Inibidores com especificidade alterada Server 3 Usuários Lab 12, 2,3,7 Sistema de transfer. HTS: Modelagem das estruturas, identificação dos alvos para fármacos Os laboratórios de pesquisa das unidades descentralizadas do sistema Embrapa RECEBEM DE VOLTA a informação indicando a parte mais pragmática do processo que começou com a revelação da seqüência Os descritores de estrutura e função são elaborados e atribuídos ao arquivo contendo a seqüência (gênica ou proteica) Uma lista de matching entre um certo local na superfície de qualquer proteína, identificado como um alvo, e BDs dos ligantes, será apresentado. Esta lista poderá então servir como base para a pesquisa cuja finalidade será identificar modificadores de função com rigor da verificação experimental. Usuários Lab 4 Usuários Lab 2Usuários Lab 7Usuários Lab 3 Controle de expressão gênica

8 Goran Neshich Usar as ferramentas existentes (Java Protein Dossier de STING Millennium Suite) para gerar descritores de estrutura e função de proteínas; Seleção de alvos para desenvolvimento de drogas a partir de seqüências genômicas geradas por grupos participantes e/ou outros, adaptando para este processo as ferramentas existentes (Modeller e/ou Dragon) para modelagem da estrutura proteica automática Objetivos específicos do grupo da BioInformática Estrutural EMBRAPA/CNPTIA: Aplicações de BioInformática com alta demanda por CPUs em era pós-genoma

9 Goran Neshich As interações macromoleculares acontecem através das suas superfícies – formando as interfaces. Nós pretendemos mapear em detalhes todos os parâmetros físico-químicos pertinentes nestas interfaces e que definem o reconhecimento entre o alvo na proteína e seu ligante. Objetivos específicos do grupo da BioInformática Estrutural EMBRAPA/CNPTIA: Sting Millennium Suite (SMS) e Java Protein Dossier (PD)- BD dos alvos

10 Goran Neshich Sting Millennium Suite (SMS) e Java Protein Dossier (PD)- BD dos alvos SMS e Java Protein Dossier são ferramentas afinadas para a visualização e mapeamento das interações na interface! Interface Forming Residues (IFR) definidos pelo SMS e seu JPD, possuem uma extensa lista de parâmetros físico-químicos necessários para a análise de reconhecimento entre macromoléculas Objetivos específicos do grupo da BioInformática Estrutural EMBRAPA/CNPTIA:

11 Goran Neshich Descritores da estrutura Anotação Genomas de sequenciamento Genoma estrutural Interações: Proteínas / ligantes (Matching DB) Estudos dos mutantes e sua dinâmica Docking BD das estruturas Estrutura-Função Livro da vida Busca por novos moduladores de função Descoberta de novos Fármacos (Drug Discovery) SMS e Java Protein Dossier – Banco de dados dos alvos para fármacos Objetivos específicos do grupo da BioInformática Estrutural EMBRAPA/CNPTIA:

12 Goran Neshich O Objetivo final: complementar o caminho dos projetos Genoma… BD dos pequenos reagentes Impressão Digital (Fingerprint ) Estruturas nos arquivos locais Impressão Digital (Fingerprint) Sequências do genoma completo Modelagem por homologia Interações: Proteínas / ligantes (Matching DB) Estudos dos mutantes e sua dinâmica Docking Proteína-informação 2-D do seu sítio ativo (para comparação) Casamento entre mapas 2D do contorno das superfícies Ligando-informação2-D da sua superfície (para comparação)

13 Goran Neshich Busca por novos moduladores de função Cartola de enzimas encaixe Cartola de moduladores de função (e.g. inibidores) encaixe Casamento perfeito Casamento entre impressões digitais de proteínas e moduladores de função

14 Goran Neshich Contatos na interface mapeados na sequência Produtos específicos do NBI_Embrapa/CNPTIA

15 Goran Neshich JPD com mapeamento de potencial eletrostático, hidrofobicidade e curvatura

16 Goran Neshich

17 Goran Neshich Serviços Web Tecnologia GRID Serviços GRID Otimização do uso dos computadores disponíveis no sistema Embrapa Tecnologia GRID (Grade computacional)

18 Goran Neshich Desafio de instalação de Grade Computacional na Embrapa Busca por novos fármacos In silico ampla disseminação Clientes com desktop Armazém dos arquivos Acesso online aos recursos computacionais descentralizados

19 Goran Neshich ~3000 PCs e dezenas de estações de trabalho do sistema EMBRAPA: ociosos? HD HPSS HD External Networks Rede Externa Recursos Locais CPUs ocisosos CPUs ociosos CampinasBrasília Otimização de uso dos recursos computacionais EXISTENTES para criação eficaz dos produtos para agropecuária da nova geração

20 Goran Neshich Motivação para estabelecer a Grade Computacional no sistema Embrapa Objetivo: providenciar a interface de Grid portal através da qual os biólogos moleculares podem disparar e gerenciar os processos e dados Aplicação Planejamento Execução Serviços de Catalogação Serviços de Informação Segurança Monitoramento Gerenciamento Serviço confiável de transferência Recursos Computacionais Recusros de armazenamento

21 Goran Neshich Unidade #2 Unidade #3 Unidade #1 Conexões de rede dedicadas ou compartilhadas Brasília Centros de computação descetralizados do sistema Embrapa Campinas CNPTIA Outros parceiros Modelo hierárquico de unidades descentralizadas

22 Goran Neshich Grades Computacionais baseadas em conhecimento Atributos Semântica Conhecimento Informação Dados Serviços de Entrada GerenciamentoServiços de Acesso (Acesso baseado em modelo) (Sistema de gerenciamento de dados) Repositório de Informação Query baseado em Atributo Query baseado em Propriedades Query / Browse Baseado em Conhecimento Repositório de conhecimento para as Regras Relação Entre Conceitos Campos Containers Fichários Armazém (Replicações, IDs Permanentes)


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