Desempenho comparativo do BLAST e do mpiBLAST

Em Bioinformática são frequentes problemas cujo tratamento necessita de considerável poder de processamento/cálculo e/ou grande capacidade de armazenamento de dados e elevada largura de banda no acesso aos mesmos (de forma não comprometer a eficiência do seu processamento). Um exemplo deste tipo de problemas é a busca de regiões de similaridade em sequências de amino-ácidos de proteínas, ou em sequências de nucleótidos de DNA, por comparação com uma dada sequência fornecida (query sequence). Neste âmbito, a ferramenta computacional porventura mais conhecida e usada é o BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) [1]. Donde, qualquer incremento no desempenho desta ferramenta tem impacto considerável (desde logo positivo) na atividade de quem a utiliza regularmente (seja para investigação, seja para fins comerciais). Precisamente, desde que o BLAST foi inicialmente introduzido, foram surgindo diversas versões, com desempenho melhorado, nomeadamente através da aplicação de técnicas de paralelização às várias fases do algoritmo (e. g., partição e distribuição das bases de dados a pesquisar, segmentação das queries, etc. ), capazes de tirar partido de diferentes ambientes computacionais de execução paralela, como: máquinas multi-core (BLAST+ 2), clusters de nós multi-core (mpiBLAST3J e, mais recentemente, co-processadores aceleradores como GPUs" ou FPGAs. É também possível usar as ferramentas da família BLAST através de um interface/sítio WEB5, que permite, de forma expedita, a pesquisa de uma variedade de bases de dados conhecidas (e em permanente atualização), com tempos de resposta suficientemente pequenos para a maioria dos utilizadores, graças aos recursos computacionais de elevado desempenho que sustentam o seu backend. Ainda assim, esta forma de utilização do BLAST poderá não ser a melhor opção em algumas situações, como por exemplo quando as bases de dados a pesquisar ainda não são de domínio público, ou, sendo-o, não estão disponíveis no referido sitio WEB. Adicionalmente, a utilização do referido sitio como ferramenta de trabalho regular pressupõe a sua disponibilidade permanente (dependente de terceiros) e uma largura de banda de qualidade suficiente, do lado do cliente, para uma interacção eficiente com o mesmo. Por estas razões, poderá ter interesse (ou ser mesmo necessário) implantar uma infra-estrutura BLAST local, capaz de albergar as bases de dados pertinentes e de suportar a sua pesquisa da forma mais eficiente possível, tudo isto levando em conta eventuais constrangimentos financeiros que limitam o tipo de hardware usado na implementação dessa infra-estrutura. Neste contexto, foi realizado um estudo comparativo de diversas versões do BLAST, numa infra-estrutura de computação paralela do IPB, baseada em componentes commodity: um cluster de 8 nós (virtuais, sob VMWare ESXi) de computação (com CPU Í7-4790K 4GHz, 32GB RAM e 128GB SSD) e um nó dotado de uma GPU (CPU Í7-2600 3.8GHz, 32GB RAM, 128 GB SSD, 1 TB HD, NVIDIA GTX 580). Assim, o foco principal incidiu na avaliação do desempenho do BLAST original e do mpiBLAST, dado que são fornecidos de base na distribuição Linux em que assenta o cluster [6]. Complementarmente, avaliou-se também o BLAST+ e o gpuBLAST no nó dotado de GPU. A avaliação contemplou diversas configurações de recursos, incluindo diferentes números de nós utilizados e diferentes plataformas de armazenamento das bases de dados (HD, SSD, NFS). As bases de dados pesquisadas correspondem a um subconjunto representativo das disponíveis no sitio WEB do BLAST, cobrindo uma variedade de dimensões (desde algumas dezenas de MBytes, até à centena de GBytes) e contendo quer sequências de amino-ácidos (env_nr e nr), quer de nucleótidos (drosohp. nt, env_nt, mito. nt, nt e patnt). Para as pesquisas foram 'usadas sequências arbitrárias de 568 letras em formato FASTA, e adoptadas as opções por omissão dos vários aplicativos BLAST. Salvo menção em contrário, os tempos de execução considerados nas comparações e no cálculo de speedups são relativos à primeira execução de uma pesquisa, não sendo assim beneficiados por qualquer efeito de cache; esta opção assume um cenário real em que não é habitual que uma mesma query seja executada várias vezes seguidas (embora possa ser re-executada, mais tarde). As principais conclusões do estudo comparativo realizado foram as seguintes: - e necessário acautelar, à priori, recursos de armazenamento com capacidade suficiente para albergar as bases de dados nas suas várias versões (originais/compactadas, descompactadas e formatadas); no nosso cenário de teste a coexistência de todas estas versões consumiu 600GBytes; - o tempo de preparação (formataçâo) das bases de dados para posterior pesquisa pode ser considerável; no nosso cenário experimental, a formatação das bases de dados mais pesadas (nr, env_nt e nt) demorou entre 30m a 40m (para o BLAST), e entre 45m a 55m (para o mpiBLAST); - embora economicamente mais onerosos, a utilização de discos de estado sólido, em alternativa a discos rígidos tradicionais, permite melhorar o tempo da formatação das bases de dados; no entanto, os benefícios registados (à volta de 9%) ficam bastante aquém do inicialmente esperado; - o tempo de execução do BLAST é fortemente penalizado quando as bases de dados são acedidas através da rede, via NFS; neste caso, nem sequer compensa usar vários cores; quando as bases de dados são locais e estão em SSD, o tempo de execução melhora bastante, em especial com a utilização de vários cores; neste caso, com 4 cores, o speedup chega a atingir 3.5 (sendo o ideal 4) para a pesquisa de BDs de proteínas, mas não passa de 1.8 para a pesquisa de BDs de nucleótidos; - o tempo de execução do mpiBLAST é muito prejudicado quando os fragmentos das bases de dados ainda não se encontram nos nós do cluster, tendo que ser distribuídos previamente à pesquisa propriamente dita; após a distribuição, a repetição das mesmas queries beneficia de speedups de 14 a 70; porém, como a mesma base de dados poderá ser usada para responder a diferentes queries, então não é necessário repetir a mesma query para amortizar o esforço de distribuição; - no cenário de teste, a utilização do mpiBLAST com 32+2 cores, face ao BLAST com 4 cores, traduz-se em speedups que, conforme a base de dados pesquisada (e previamente distribuída), variam entre 2 a 5, valores aquém do máximo teórico de 6.5 (34/4), mas ainda assim demonstradores de que, havendo essa possibilidade, compensa realizar as pesquisas em cluster; explorar vários cores) e com o gpuBLAST, realizada no nó com GPU (representativo de uma workstation típica), permite aferir qual a melhor opção no caso de não serem possíveis pesquisas em cluster; as observações realizadas indicam que não há diferenças significativas entre o BLAST e o BLAST+; adicionalmente, o desempenho do gpuBLAST foi sempre pior (aproximadmente em 50%) que o do BLAST e BLAST+, o que pode encontrar explicação na longevidade do modelo da GPU usada; - finalmente, a comparação da melhor opção no nosso cenário de teste, representada pelo uso do mpiBLAST, com o recurso a pesquisa online, no site do BLAST5, revela que o mpiBLAST apresenta um desempenho bastante competitivo com o BLAST online, chegando a ser claramente superior se se considerarem os tempos do mpiBLAST tirando partido de efeitos de cache; esta assunção acaba por se justa, Já que BLAST online também rentabiliza o mesmo tipo de efeitos; no entanto, com tempos de pequisa tão reduzidos (< 30s), só é defensável a utilização do mpiBLAST numa infra-estrutura local se o objetivo for a pesquisa de Bds não pesquisáveis via BLAS+ online.

Estado nutricional dos idosos

A população mundial está a envelhecer e esta tendência atinge a maioria dos países com um crescimento exponencial. Objetivos/Metodologia-Obter informações sobre o estado nutricional dos idosos.Recorreu-se a artigos científicos publicados nas bases de dados Pubmed/Medline,Scielo, com ênfase nos últimos 6 anos. Resultados/Conclusões-Independentemente do método utilizado na avaliação do estado nutricional constata-se uma percentagem significativa de idosos com desequilíbrios nutricionais.É necessário estabelecer planos de intervenção com o intuito de aprimorar o estado nutricional dos idosos e consequentemente proporcionar-lhes qualidade de vida. É fundamental fornecer uma alimentação completa, variada e equilibrada, tendo em conta as necessidades de cada individuo, para assim evitar carências nutricionais.

Reabilitação e cirurgia cardíaca revisão sistemática da literatura

ntrodução: A cirurgia cardíaca pode ser definida como um processo de restauração e restituição das capacidades vitais, compatíveis com a capacidade funcional do coração dos pacientes que já apresentavam previamente doenças cardíacas. Dado o número crescente de pacientes submetidos a esta intervenção, torna-se pertinente a existência de programas de reabilitação para promoverem uma recuperação precoce após o evento cirúrgico. Objetivo: Identificar os efeitos da reabilitação na pessoa submetida a cirurgia cardíaca. Metodologia: Trata-se de uma revisão sistemática da literatura com base na evidência científica encontrada. Foram utilizadas como referências publicações em inglês, português e castelhano, publicados desde janeiro de 2005 a dezembro de 2015, contidas nas seguintes bases de dados eletrónicas: CINAHL Plus with Full Text; MEDLINE with Full Text; MedicLatina; Pubmed; Cochrane Database of Systematic Reviews; Academic Search Complete (via EBSCO); Scielo; no Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP). Resultados: Da análise dos 23 artigos é evidente a influência que os programas de reabilitação cardíaca têm para minimizar as complicações, em pacientes submetidos a cirurgia cardíaca. A reabilitação permite uma melhor qualidade de vida após a cirurgia, melhora as alterações físicas e psíquicas, níveis de ansiedade e depressão, entre outros. Esta pode ser implementada de forma segura, em diferentes meios e nas suas distintas fases. Conclusões: Com base na evidência científica que é categórica na confirmação dos benefícios e dos efeitos preventivos, percebe-se que a intervenção da reabilitação permite diminuir as complicações dos pacientes submetidos a cirurgia cardíaca e melhora a capacidade funcional com benefícios fisiológicos e psicológicos, resultando em melhoria da qualidade de vida.

Adesão à terapêutica em idosos polimedicados

O presente trabalho pretende analisar as provas científicas da adesão à terapêutica e da polimedicação em idosos. Foi feita uma revisão de 23 artigos publicados nos últimos 10 anos usando as bases de dados Pubmed, B-on e SciELO. O envelhecimento está associado a múltiplas doenças, contribuindo para polimedicação. A maioria dos idosos toma 4 ou mais fármacos diariamente, aumentando o número com a idade, e os estudos indicam prevalências de não aderentes de 20-60%. O aumento dos efeitos adversos e interações medicamentosas, associados à polimedicação, podem resultar em problemas de saúde. A maioria dos idosos são polimedicados e não aderentes à terapêutica, acarretando riscos para a saúde.

Crowdfunding for entrepreneurship: an exploratory multivariate analysis concerning kickstarter and indiegogo platforms

The general purpose of this work is to describe and analyse the financing phenomenon of crowdfunding and to investigate the relations among crowdfunders, project creators and crowdfunding websites. More specifically, it also intends to describe the profile differences between major crowdfunding platforms, such as Kickstarter and Indiegogo. The findings are supported by literature, gathered from different scientific research papers. In the empirical part, data about Kickstarter and Indiegogo was collected from their websites and also complemented with further data from other statistical websites. For finding out specific information, such as satisfaction of entrepreneurs from both platforms, a satisfaction survey was applied among 200 entrepreneurs from different countries. To identify the profile of users of the Kickstarter and of the Indiegogo platforms, a multivariate analysis was performed, using a Hierarchical Clusters Analysis for each platform under study. Descriptive analysis was used for exploring information about popularity of platforms, average cost and the most popular area of projects, profile of users and future opportunities of platforms. To assess differences between groups, association between variables, and answering to the research hypothesis, an inferential analysis it was applied. The results showed that the Kickstarter and Indiegogo are one of the most popular crowdfunding platforms. Both of them have thousands of users and they are generally satisfied. Each of them uses individual approach for crowdfunders. Despite this, they both could benefit from further improving their services. Furthermore, according the results it was possible to observe that there is a direct and positive relationship between the money needed for the projects and the money collected from the investors for the projects, per platform.

Cuidador informal de idosos: efeitos sociais e familiares decorrentes do cuidar, uma revisão da literatura

Introdução - O papel dos cuidadores informais junto de pessoas idosas tem vindo a ser considerado pertinente na medida em que proporciona estabilidade e melhor qualidade de vida à pessoa idosa. É uma tarefa praticada na grande maioria por mulheres, originando efeitos sociais e familiares que modificam as relações entre familiares e até entre a rede de amigos. Objetivo - Identificar os efeitos sociais e familiares decorrentes do cuidar de idosos. Método – Trata-se de uma revisão da literatura com busca nas bases de dados eletrónicas: Repositório Científico de acesso aberto de Portugal (RCCAP) e Scielo. Foram selecionados artigos publicados entre os anos 2008 e 2015, a partir da questão de investigação: “Quais os efeitos sociais e familiares decorrentes do cuidar de idosos ”. Resultados - Após análise dos estudos selecionados verificou-se que os cuidadores são predominantemente do sexo feminino, nomeadamente esposa, filha ou neta da pessoa idosa. Apurou-se que existem alterações nas relações sociais e familiares devido ao excesso de tarefas que o cuidar exige. Identificaram-se o impacto financeiro, ausência de apoios sociais e familiares, impactos sociais, sobrecarga física e emocional, impactos na saúde, impacto profissional, a falta ou escassa formação/ preparação para exercer a função de cuidador, a falta ou diminuição do tempo para o casamento e para os filhos, a diminuição do tempo de lazer o que origina o isolamento social, o afastamento da rede de amigos e por último as alterações familiares como efeitos decorrentes do cuidar de idosos. Conclusão - conclui-se que apesar das dificuldades da prática de cuidar, os familiares sentem-se realizados por ser possível proporcionar um final de vida digno ao seu familiar, contudo seria pertinente a existência de formações e o desenvolvimento de estratégias que auxiliem o cuidador informal na execução das suas tarefas.

Genes found in partial sequencing od Phytophthora cinnamomi

Members of the oomycete cause extensive losses in agriculture and widespread degradation in natural plant communities, being responsible for the death of thousands of trees every year. Two of the representative species are Phytophthora infestans, which causes late blight of potato, and Phytophthora cinnamomi, which causes chestnut ink disease, responsible for losses on sweet chestnut production in Europe. Genome sequencing efforts have been focused on the study of three species: P. infestans, P. sojae and P. ramorum. Phytophthora infestans has been developed as the model specie for the genus, possessing excellent genetic and genomics resources including genetic maps, BAC libraries, and EST sequences. Our research team is trying to sequence the genome of P. cinnamomi in order to gain a better understanding of this oomycete, to study changes in plant-pathogen relationships including those resulting from climate change and trying to decrease the pathogen’s impact on crops and plants in natural ecosystems worldwide. We present here a preliminary report of partially sequenced genomic DNA from P. cinnamomi encoding putative protein-coding sequences and tRNAs. Database analysis reveals the presence of genes conserved in oomycetes.