Na busca da cura do câncer com o OpenSource Cytoscape (Bioinformática)

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O câncer é uma mutação genética, o Cytoscape um software livre para mapeamento de vias de expressão protéicas e eu um mestrando em Nanociências e docente em Ciência da Computação que nesta palestra falarei sobre tais tópicos, pertencentes ao amplo conhecimento da Bioinformática, tendo o assunto este por tema da dissertação em desenvolvimento “Expressão De Proteínas Na Evolução Do Câncer: Estudo Das Redes De Proteínas Utilizando O Software Cytoscape”. A Bioinformática é uma área de conhecimento nova, que une conhecimentos da área da Biológia, Informática e Matemática, na busca de soluções para mazelas biológicas, como doenças, e ainda pouco explorada no Brasil, tendo como um dos últimos recursos tecnológicos agregados, o software registrado sobre licença GPL, Cytoscape. Desenvolvido como software livre, inicialmente desenvolvido e mantido pelo U.S. National Institute of General Medical Sciences (NIGMS) sendo o suporte para usuários, educação e iniciativas suportadas pelo National Resource for Network Biology (NRNB), mas de direitos da Cytoscape Consortium, sendo apoiado também pela comunidade. Feito sobre a linguagem Java, assim sendo multiplataforma, com API livre e a oferta e uma App Store, apoiada pela Cytoscape Consortium. O Software até pesquisas atuais, é explorado mais acadêmicamente apenas, com o uso principal aplicado a oriundos da genética. Genética é o estudo da natureza do material hereditário, como ele é acondicionado no genoma e como é transmitido de uma célula para a outra durante a divisão celular e de geração para geração durante a reprodução, popularmente dita como genética sendo a ciência dos genes.
A palestra será uma contextualização destas áreas, abordando mais o software, a potencialidade acadêmica e profissional, de como explorar à contribuir.

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Na busca da cura do câncer com o OpenSource Cytoscape (Bioinformática)

  1. 1. luiz.rauber@unifra.edu.br 1 / 59 por Luiz Henrique Rauber Rodrigues 8° SOLISC – 21/09/2013 Na busca da cura do câncer com o Open Source
  2. 2. luiz.rauber@unifra.edu.br 2 / 59 Luiz? Vias CâncerBioinformática Cytoscape Minha Dissertação
  3. 3. luiz.rauber@unifra.edu.br 3 / 59 Luiz? Professor na URI Campus Santiago/ RS - Ciência da Computação e Administração - Algoritmos e Estrutura de Dados - Lógica/ Teoria/ Fundamentos para/ da Computação - Empreendedorismo em Informática - Sistemas informações Gerenciais - Gerenciamento de Projetos Mestrando em Nanociências no Centro Universitário Franciscano em Santa Maria/ RS - Dissertação em Bioinformática – Análise de expressão de vias proteínas/ genes na evolução do câncer com o OpenSource Cytoscape Palestras fisl, Latinoware, Tchêlinux, Flisol, SFD...
  4. 4. luiz.rauber@unifra.edu.br 4 / 59 Luiz? Vias CâncerBioinformática Cytoscape Minha Dissertação
  5. 5. luiz.rauber@unifra.edu.br 5 / 59 (ALBERTS, 1999; NUSSBAUM, 2008) Estrutura do DNA (HORTON, 2006) Processos de Transcrição, Tradução e Duplicação do DNA (CESAR, 2011)
  6. 6. luiz.rauber@unifra.edu.br 6 / 59 fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg
  7. 7. luiz.rauber@unifra.edu.br 7 / 59 fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg
  8. 8. luiz.rauber@unifra.edu.br 8 / 59 fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg
  9. 9. luiz.rauber@unifra.edu.br 9 / 59 fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg
  10. 10. luiz.rauber@unifra.edu.br 10 / 59 fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg
  11. 11. luiz.rauber@unifra.edu.br 11 / 59 fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg Proteína
  12. 12. luiz.rauber@unifra.edu.br 12 / 59
  13. 13. luiz.rauber@unifra.edu.br 13 / 59 Luiz? Vias CâncerBioinformática Cytoscape Minha Dissertação
  14. 14. luiz.rauber@unifra.edu.br 14 / 59 (ALBERTS, 1999; NUSSBAUM, 2008) Dano por Herança ou Carcinóginos
  15. 15. luiz.rauber@unifra.edu.br 15 / 59 fonte imagem: http://www.skepticalraptor.com/skepticalraptorblog.php/cancer-treatment-centers-america-advertising/ MUTADOR
  16. 16. luiz.rauber@unifra.edu.br 16 / 59 fonte imagem: http://www.skepticalraptor.com/skepticalraptorblog.php/cancer-treatment-centers-america-advertising/
  17. 17. luiz.rauber@unifra.edu.br 17 / 59 fonte imagem: http://www.skepticalraptor.com/skepticalraptorblog.php/cancer-treatment-centers-america-advertising/ ONCOGENE
  18. 18. luiz.rauber@unifra.edu.br 18 / 59 fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A2ncer “(FIGURA A) Células normais danificadas de modo irreversível são eliminadas através de um mecanismo conhecido como apoptose. (FIGURA B) Células cancerígenas evitam a apoptose e continuam a multiplicar-se de maneira desregulada.”
  19. 19. luiz.rauber@unifra.edu.br 19 / 59 http://www.cientistamalluko.com/2012/12/apoptose.html
  20. 20. luiz.rauber@unifra.edu.br 20 / 59 http://pt.wikipedia.org/wiki/Apoptose http://www.lerparacontar.com/2012/07/outono-da-alma-pablo-neruda.html
  21. 21. luiz.rauber@unifra.edu.br 21 / 59 Introdução Progressão Tumoral (WEINBERG, 2007) Aumenta a Instabilidade Genômica <> Aumenta o Crescimento Desordenado
  22. 22. luiz.rauber@unifra.edu.br 22 / 59 Luiz? Vias CâncerBioinformática Cytoscape Minha Dissertação
  23. 23. luiz.rauber@unifra.edu.br 23 / 59 BioinformáticaBioinformática BiologiaBiologia InformáticaInformática MatemáticaMatemática Ciências SaúdeCiências Saúde Ciências ExatasCiências Exatas Interligação áreas de conhecimento (do Autor, 2013) baseado em (CHEN, 2005)
  24. 24. luiz.rauber@unifra.edu.br 24 / 59 Fazer e Utilizar: Softwares Bancos de Dados Algoritmos Análise de +1 molécula por vez Utilizar TI para Bio e precisam caras de TI
  25. 25. luiz.rauber@unifra.edu.br 25 / 59 Luiz? Vias CâncerBioinformática Cytoscape Minha Dissertação
  26. 26. luiz.rauber@unifra.edu.br 26 / 59 Originalmente para a pesquisa biológica Agora é uma plataforma geral para análise de redes complexas e visualização Básico há funcionalidades para integração de dados, análise e visualização Recursos adicionais por meio de apps
  27. 27. luiz.rauber@unifra.edu.br 27 / 59 Sobre os Apps: Disponíveis para a rede molecular e análises de perfis, novos layouts, suporte outros formatos de arquivos, scripts e conexão com bancos de dados Feitos usando-se a API aberta Cytoscape em Java Criadores incentivam o desenvolvimento de Apps e da comunidade Cytoscape App Store
  28. 28. luiz.rauber@unifra.edu.br 28 / 59 API, de Application Programming Interface (ou Interface de Programação de Aplicativos)
  29. 29. luiz.rauber@unifra.edu.br 29 / 59 Tim Oreilly Richard Stallman OSI (opensource.org) GNU (gnu.org)
  30. 30. luiz.rauber@unifra.edu.br 30 / 59 Open Source = Código Aberto Free Software = Software Livre FOSS (Free and Open Source Software) Open Source e/ou Free Software e/ou FOSS = Software Livre
  31. 31. luiz.rauber@unifra.edu.br 31 / 59
  32. 32. luiz.rauber@unifra.edu.br 32 / 59
  33. 33. luiz.rauber@unifra.edu.br 33 / 59
  34. 34. luiz.rauber@unifra.edu.br 34 / 59
  35. 35. luiz.rauber@unifra.edu.br 35 / 59
  36. 36. luiz.rauber@unifra.edu.br 36 / 59
  37. 37. luiz.rauber@unifra.edu.br 37 / 59
  38. 38. luiz.rauber@unifra.edu.br 38 / 59 Instalação no GNU/Linux Versão 13.04 64 bits
  39. 39. luiz.rauber@unifra.edu.br 39 / 59
  40. 40. luiz.rauber@unifra.edu.br 40 / 59
  41. 41. luiz.rauber@unifra.edu.br 41 / 59
  42. 42. luiz.rauber@unifra.edu.br 42 / 59
  43. 43. luiz.rauber@unifra.edu.br 43 / 59 4 liberdades GNU, base da GPL Liberdade 0 → A liberdade de executar o programa, para qualquer propósito (liberdade 0). Liberdade 1 → A liberdade de estudar como o programa funciona, e adaptá-lo às suas necessidades. Liberdade 2 → A liberdade de redistribuir cópias de modo que você possa ajudar ao seu próximo. Liberdade 3 → A liberdade de aperfeiçoar o programa, e liberar os seus aperfeiçoamentos para o público, de modo que toda a comunidade se beneficie. Acesso ao código-fonte é um pré-requisito para isso. fonte: http://www.gnu.org
  44. 44. luiz.rauber@unifra.edu.br 44 / 59
  45. 45. luiz.rauber@unifra.edu.br 45 / 59
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  51. 51. luiz.rauber@unifra.edu.br 51 / 59 Luiz? Vias CâncerBioinformática Cytoscape Minha Dissertação
  52. 52. luiz.rauber@unifra.edu.br 52 / 59luiz.rauber@unifra.edu.br Justificativa Qualis A1 Impact Factor 33.6 Qualis A1 Impact Factor 33.6 Qualis A1 Impact Factor 3.57
  53. 53. luiz.rauber@unifra.edu.br 53 / 59 Justificativa Figura 6: Modelo de dano DNA (HALAZONETIS, 2008)
  54. 54. luiz.rauber@unifra.edu.br 54 / 59 Justificativa Figura 8: Modelo de Dano no DNA com Câncer (SIMÃO, 2012) Figura 7: Modelo de Dano no DNA em fase pré-Câncer (SIMÃO, 2012)
  55. 55. luiz.rauber@unifra.edu.br 55 / 59luiz.rauber@unifra.edu.br Justificativa Qualis A1 Impact Factor 33.6 Qualis A1 Impact Factor 33.6 Qualis A1 Impact Factor 3.57 Não mostram evolução em Redes Funcionais!!
  56. 56. luiz.rauber@unifra.edu.br 56 / 59 “...está o mapeamento e análise da expressão de proteínas na evolução do câncer com o estudo das redes de proteínas utilizando o software livre Cytoscape.” Objetivo
  57. 57. luiz.rauber@unifra.edu.br 57 / 59 Vias GMMVias GMM MicroarranjoMicroarranjo Estatísticas e Mapa Funcional (via, proteínas, rede) Estatísticas e Mapa Funcional (via, proteínas, rede) Genes (o quê, pra quê, como) Genes (o quê, pra quê, como) Referenciais TeóricosReferenciais Teóricos Rede Interação Proteínas Rede Interação Proteínas Estrutura atividades do projeto (do Autor, 2013)
  58. 58. luiz.rauber@unifra.edu.br 58 / 59 Referências ALBERTS, B.; BRAY, D.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. Fundamentos da Biologia Celular, Artmed, 2005 HALAZONETIS, T. D.; GORGOULIS. V. G.; BARTEK, J. An Oncogene-Induced DNA Damage Model for Cancer Development, Science, v.319 p.1352-55, 2008 HORTON, ROBERT A; MORAN, LAURENCE A.; SCRIMGEOUR, GRAY; PERRY, MARC; RAWN, DAVID. Principles of Biochemistry, Prentice Hall, 2006 SIMÃO, E. M.; CABRAL, H. C.; CASTRO, M. A. A.; SINIGAGLIA, M.; MOMBACH, J. C. M.; LIBRELOTTO, G. R. Modeling the Human Genome Maintenance Network. Physica A, v.389, p. 4188-94, 2010 SIMÃO, E. M.; BUGS, C.A.; CASTRO, M. A. A.; SINIGAGLIA, M.; M.; LIBRELOTTO, G. R.; MOMBACH, J. C. M. Anti-cancer Barrier in Tumor Evolution: Analysis of Differentially Expressed Genome Maintenance Pathways and Genes. Molecular BioSystems, DOI: 10.1039/c2mb25242b, 2012 NUSSBAUM, Robert. Thompson & Thompson genética médica. Elsevier Editora Ltda., 2008. WEINBERG, R. A.; The biology of cancer, Garland Science, 2007
  59. 59. luiz.rauber@unifra.edu.br 59 / 59 Grato pela atenção! luiz.rauber@gmail.com facebook.com/luiz.rauber

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