Diseño, validación e implementación de una herramienta para la identificación de metabolitos

La Metabolómica es una sub-área de la biología de sistemas que tiene como objetivo el estudio de las moléculas de pequeño tamaño (normalmente <1000 Da) llamadas metabolitos. Los metabolitos son el resultado de las reacciones químicas que concurren en una célula y que revelan información acerca del estado del organismo en el que se encuentran. La parte computacional de un análisis metabolómico comienza con la identifcación de los compuestos químicos (metabolitos) correspondientes con las masas obtenidas mediante espectrografía de masas, y se lleva a cabo mediante búsquedas manuales en múltiples bases de datos de metabolitos. El proceso de identificación requiere del análisis de cada una de las masas detectadas en el espectrómetro junto a datos que ofrece la espectrometría, como es la abundancia de cada una de las masas o los tiempos de retención. Este proceso es tedioso y consume una gran cantidad de tiempo del químico analítico, pues debe buscarse la información base de datos a base de datos e ir cruzando los datos de cada una de las búsquedas hasta obtener una lista de resultados formada por los metabolitos presentes en la muestra a analizar. El objetivo de este proyecto es desarrollar una herramienta web que simplifque y automatice la búsqueda e identifcación de metabolitos. Para ello se ha construido una herramienta capaz de integrar y buscar automáticamente información de los metabolitos en múltiples bases de datos metabolómicas. Esto ha requerido unifcar los compuestos entre las diferentes bases de datos cuando había sufciente información para asegurar que los compuestos provenientes de varias fuentes de datos eran realmente el mismo. Además, en este proceso de búsqueda se tiene en cuenta conocimiento sobre las reacciones químicas que pueden alterar la masa del metabolito registrada por el espectrómetro de masas, como la formación de aductos y multímeros.

Diseño e implementación del kernel de xDEVS, versión distribuida

Para entender nuestro proyecto, debemos comprender DEVS. Dentro de los formalismos más populares de representación de sistemas de eventos discretos se encuentra DES. En la década de los 70, el matemático Bernard Zeigler propuso un formalismo general para la representación de dichos sistemas. Este formalismo denominado DEVS (Discrete EVent System Specification) es el formalismo más general para el tratamiento de DES. DEVS permite representar todos aquellos sistemas cuyo comportamiento pueda describirse mediante una secuencia de eventos discretos. Estos eventos se caracterizan por un tiempo base en el que solo un número de eventos finitos puede ocurrir. DEVS Modelado y Simulación tiene múltiples implementaciones en varios lenguajes de programación como por ejemplo en Java, C# o C++. Pero surge la necesidad de implementar una plataforma distribuida estable para proporcionar la mecánica de interoperabilidad e integrar modelos DEVS diversificados. En este proyecto, se nos dará como código base el core de xDEVS en java, aplicado de forma secuencial y paralelizada. Nuestro trabajo será implementar el core de manera distribuida de tal forma que se pueda dividir un sistema DEVS en diversas máquinas. Para esto hemos utilizado sockets de java para hacer la transmisión de datos lo más eficiente posible. En un principio deberemos especificar el número de máquinas que se conectarán al servidor. Una vez estas se hayan conectado se les enviará el trabajo específico que deberán simular. Cabe destacar que hay dos formas de dividir un sistema DEVS las cuales están implementadas en nuestro proyecto. La primera es dividirlo en módulos atómicos los cuales son subsistemas indivisibles en un sistema DEVS. Y la segunda es dividir las funciones de todos los subsistemas en grupos y repartirlos entre las máquinas. En resumen el funcionamiento de nuestro sistema distribuido será comenzar ejecutando el trabajo asignado al primer cliente, una vez finalizado actualizará la información del servidor y este mandara la orden al siguiente y así sucesivamente.