Alineamiento múltiple de secuencias con T-Coffee: una aproximación paralela

Las aplicaciones de alineamiento múltiple de secuencias son prototipos de aplicaciones que requieren elevada potencia de cómputo y memoria. Se destacan por la relevancia científica que tienen los resultados que brindan a investigaciones científicas en el campo de la biomedicina, genética y farmacología. Las aplicaciones de alineamiento múltiple tienen la limitante de que no son capaces de procesar miles de secuencias, por lo que se hace necesario crear un modelo para resolver la problemática. Analizando el volumen de datos que se manipulan en el área de las ciencias biológica y la complejidad de los algoritmos de alineamiento de secuencias, la única vía de solución del problema es a través de la utilización de entornos de cómputo paralelos y la computación de altas prestaciones. La investigación realizada por nosotros tiene como objetivo la creación de un modelo paralelo que le permita a los algoritmos de alineamiento múltiple aumentar el número de secuencias a procesar, tratando de mantener la calidad en los resultados para garantizar la precisión científica. El modelo que proponemos emplea como base la clusterización de las secuencias de entrada utilizando criterios biológicos que permiten mantener la calidad de los resultados. Además, el modelo se enfoca en la disminución del tiempo de cómputo y consumo de memoria. Para presentar y validar el modelo utilizamos T-Coffee, como plataforma de desarrollo e investigación. El modelo propuesto pudiera ser aplicado a cualquier otro algoritmo de alineamiento múltiple de secuencias.

ETIKETAGGER: herramienta para el etiquetaje de secuencias de imágenes

La adaptación del reconocimiento de objetos sobre la robótica móvil requiere un enfoque y nuevas aplicaciones que optimicen el entrenamiento de los robots para obtener resultados satisfactorios. Es conocido que el proceso de entrenamiento es largo y tedioso, donde la intervención humana es absolutamente necesaria para supervisar el comportamiento del robot y la dirección hacia los objetivos. Es por esta razón que se ha desarrollado una herramienta que reduce notablemente el esfuerzo humano que se debe hacer para esta supervisión, automatizando el proceso necesario para obtener una evaluación de resultados, y minimizando el tiempo que se malgasta debido a errores humanos o falta de infraestructuras.

Alineamiento de secuencias genéticas en procesadores multicore

Este trabajo analiza el rendimiento del algoritmo de alineamiento de secuencias conocido como Needleman-Wunsch, sobre 3 sistemas de cómputo multiprocesador diferentes. Se analiza y se codifica el algoritmo serie usando el lenguaje de programación C y se plantean una serie de optimizaciones con la finalidad de minimizar el volumen y el tiempo de cómputo. Posteriormente, se realiza un análisis de las prestaciones del programa sobre los diferentes sistemas de cómputo. En la segunda parte del trabajo, se paraleliza el algoritmo serie y se codifica ayudándonos de OpenMP. El resultado son dos variantes del programa que difieren en la relación entre la cantidad de cómputo y la de comunicación. En la primera variante, la comunicación entre procesadores es poco frecuente y se realiza tras largos periodos de ejecución (granularidad gruesa). En cambio, en la segunda variante las tareas individuales son relativamente pequeñas en término de tiempo de ejecución y la comunicación entre los procesadores es frecuente (granularidad fina). Ambas variantes se ejecutan y analizan en arquitecturas multicore que explotan el paralelismo a nivel de thread. Los resultados obtenidos muestran la importancia de entender y saber analizar el efecto del multicore y multithreading en el rendimiento.

Secuencias de un viaje en el tiempo: S. Weil y M. Zambrano

El mundo griego, como via de aproximación al pensamiento weiliano, no constituye solo un registro de referencias e influencias; es un ámbito de adhesión que responde a la búsqueda por parte de la autora de un espacio vital que posibilite tanto el acceso del pensamicnto a lo real, como el lenguaje en el que decirse. La sintonia entre su lectura de la cultura griega y la que Maria Zambrano nos presenta hace pensar en una común opción teórica por arraigar su palabra en el tiempo, dirigiéndose al lugar originario en el que se decide entre la construcción racional y la recepcion atenta, un lugar ocupado por el pitagorismo que Platón hereda.

Asimetrias inducidas por la operación de energía externa en secuencias de sedimentos y de poblaciones

Mientras que muchos paleontologos reconocen o aceptan direcciones preferentes en los procesos de sucesión y de evolución, los biólogos y ecólogos que estudian organismos actuales, al enfrentarse con un gran número de posibilidades de cambio, suelen ser mhs escépticos. En mi opinion, la diferente actitud tiene que ver conla escala de los fenómenos, pero también con la asimetria de los cambios naturales. Una disponibilidad de energia alta e imprevisible determina discontinuidades y permite a los organismos hacer historia; un régimen de energia previsiblemente degradada a través de una organización, permite a la vida escribir historia La dinámica de las poblaciones planctónicas es un ejemplo ideal de la operación alternada de los regimenes energéticos. La productividad y las formas biológicas dependen de cómo la energiadisponible realiza trabajo en la matriz fisica del ecosistema. La sucesión solo se puede reconocer en régimen de degradación de energia; pero ello es solamente la mitad de la historia. Las secuencias o ciclos sedimentarios se pueden comparar con este modelo de plancton También aqui aparecen discontinuidades que empiezan con la deposición de materiales gniesos en un ambiente de alta energia y pasan gradualmente a materiales más finos, cada vez con mayor influencia de la vida en su composicion y segregación. La evolucion tiene un componente que procede de su adherencia necesaria a la sucesión. Las especies evolucionan colonizando distintos ambientes, uno tras otro, pero en todos y cada uno de ellos, están sometidos a presiones paralelas, dependientes de la sucesióii. Otras poblaciones de caracteristicas más oportunistas y generales saltan continuamente entre ambientes de gran energia, donde su evolución puede ser rápida, pero deja naturalmente pocos indicios. El registro fósil solo nos cuenta la mitad de la historia y la evolución nos parece tener direccion, simplemente como consecuencia de la asimetria fundamental en los cambios de los ecosistemas.

Secuencias de propagación del sistema de cabalgamientos de la terminación oriental del manto del Pedraforta y relación con los conglomerados sinorogénicos

Los conglomerados sinorogénicos asociados al manto inferior del Pedraforca se depositaron durante la eta-pa de progresiva emersión del manto (emplazamiento) y determinan una edad Luteciense inferior alto-Luteciense medio (51 M.a.) para sus ultimos movimientos (fosilización). La composición litológica de 1os conglomerados de 1os abanicos superiores y sus relaciones espaciales con el sinclinal de Ripoll (manto del Cadí) demuestran que el emplazamiento del manto inferior del Pedraforca se produjo en parte sincrónicamente con el desplazamiento del manto del Cadi y el apilamiento antiformal del Freser.

Secuencias de un viaje en el tiempo: S. Weil y M. Zambrano

El mundo griego, como via de aproximación al pensamiento weiliano, no constituye solo un registro de referencias e influencias; es un ámbito de adhesión que responde a la búsqueda por parte de la autora de un espacio vital que posibilite tanto el acceso del pensamicnto a lo real, como el lenguaje en el que decirse. La sintonia entre su lectura de la cultura griega y la que Maria Zambrano nos presenta hace pensar en una común opción teórica por arraigar su palabra en el tiempo, dirigiéndose al lugar originario en el que se decide entre la construcción racional y la recepcion atenta, un lugar ocupado por el pitagorismo que Platón hereda.

Fingerprinting automático de contenidos digitales inspirado en las secuencias de ADN

Peer-reviewed

Bioinformàtica: add-in d'anàlisi i manipulació de seqüències per Microsoft Word

L'objectiu del projecte consisteix en el desenvolupament d'un add-in d'anàlisi i manipulació de seqüències, senzill i de fàcil ús, integrable en l'entorn Microsoft Word per permetre la manipulació de seqüències genètiques directament des de Microsoft Word, estalviant temps, en evitar haver de canviar constantment de programa i format per treballar amb elles; i, també, complicacions a l'usuari final. L'add-in ha estat desenvolupat en Visual Basic + VSTO i ofereix diverses funcionalitats d'edició i anàlisi de seqüències, com ara el complement, la recerca de motius o l'alineament.

Motion analysis in terms of wireless video capsule endoscopy

El treball presentat suposa una visió general de l'"Endoscopia amb Càpsula de Vídeo Wireless" i la inspecció de sequències de contraccions intestinals amb les últimes tecnologies de visió per computador. Després de la observació preliminar dels fonaments mèdics requerits, la aplicació de visió per computador es presenta en aquestos termes. En essència, aquest treball proveïx una exhaustiva selecció, descripció i avaluació de cert conjunt de mètodes de processament d'imatges respecte a l'anàlisi de moviment, en el entorn de seqüències d'imatges preses amb una càpsula endoscòpica. Finalment, es presenta una aplicació de software per configurar i emprar de forma ràpida i fàcil un entorn experimental.

Análisis y sintonización de aplicaciones paralelas/distribuidas de bioinformática: caso de estudio mpiBLAST

En termes de temps d'execució i ús de dades, les aplicacions paral·leles/distribuïdes poden tenir execucions variables, fins i tot quan s'empra el mateix conjunt de dades d'entrada. Existeixen certs aspectes de rendiment relacionats amb l'entorn que poden afectar dinàmicament el comportament de l'aplicació, tals com: la capacitat de la memòria, latència de la xarxa, el nombre de nodes, l'heterogeneïtat dels nodes, entre d'altres. És important considerar que l'aplicació pot executar-se en diferents configuracions de maquinari i el desenvolupador d'aplicacions no port garantir que els ajustaments de rendiment per a un sistema en particular continuïn essent vàlids per a d'altres configuracions. L'anàlisi dinàmica de les aplicacions ha demostrat ser el millor enfocament per a l'anàlisi del rendiment per dues raons principals. En primer lloc, ofereix una solució molt còmoda des del punt de vista dels desenvolupadors mentre que aquests dissenyen i evaluen les seves aplicacions paral·leles. En segon lloc, perquè s'adapta millor a l'aplicació durant l'execució. Aquest enfocament no requereix la intervenció de desenvolupadors o fins i tot l'accés al codi font de l'aplicació. S'analitza l'aplicació en temps real d'execució i es considra i analitza la recerca dels possibles colls d'ampolla i optimitzacions. Per a optimitzar l'execució de l'aplicació bioinformàtica mpiBLAST, vam analitzar el seu comportament per a identificar els paràmetres que intervenen en el rendiment d'ella, com ara: l'ús de la memòria, l'ús de la xarxa, patrons d'E/S, el sistema de fitxers emprat, l'arquitectura del processador, la grandària de la base de dades biològica, la grandària de la seqüència de consulta, la distribució de les seqüències dintre d'elles, el nombre de fragments de la base de dades i/o la granularitat dels treballs assignats a cada procés. El nostre objectiu és determinar quins d'aquests paràmetres tenen major impacte en el rendiment de les aplicacions i com ajustar-los dinàmicament per a millorar el rendiment de l'aplicació. Analitzant el rendiment de l'aplicació mpiBLAST hem trobat un conjunt de dades que identifiquen cert nivell de serial·lització dintre l'execució. Reconeixent l'impacte de la caracterització de les seqüències dintre de les diferents bases de dades i una relació entre la capacitat dels workers i la granularitat de la càrrega de treball actual, aquestes podrien ser sintonitzades dinàmicament. Altres millores també inclouen optimitzacions relacionades amb el sistema de fitxers paral·lel i la possibilitat d'execució en múltiples multinucli. La grandària de gra de treball està influenciat per factors com el tipus de base de dades, la grandària de la base de dades, i la relació entre grandària de la càrrega de treball i la capacitat dels treballadors.

Bioinformática: interfaz gráfica para comparación de genomas vía web

El proyecto consiste en un entorno gráfico cuyo fin es el de visualizar, estudiar e interpretar la conservación de código genético existente entre los diferentes genomas. Una interface que permite cargar hasta ocho genomas para ser comparados en detalle, por pares o entre todos ellos a la vez. El gráfico que se muestra en la interfaz, representa los Maximal Unique Matchings entre cada par de genomas, lo que significa coincidencias de la mayor longitud posible no repetidas, en las secuencias de ADN de las especies comparadas. La finalidad es el estudio de las evoluciones que han ido apareciendo entre diferentes organismos o los genes que comparten unas especies con otras.

Extracció del mapa de profunditat a partir d'una seqüència d'imatges

Aquest projecte resol les fases inicials d'un altre projecte més gran que té com a objectiu la conversió automàtica de seqüències d'imatges a 3D. El projecte s'ha centrat en la reconstrucció calibrada de col·leccions d'imatges mitjançant la tècnica anomenada structure from motion. Aquesta tècnica forma part de l'àmbit de la visió per computador i s'utilitza per obtenir la posició i l'orientació de les diferents càmeres juntament amb una reconstrucció 3D de l'escena en forma de núvol de punts.

Programació d'aplicacions bioinformàtiques

Avui en dia la biologia aporta grans quantitats de dades que només la informàtica pot tractar. Les aplicacions bioinformàtiques són la més important eina d’anàlisi i comparació que tenim per entendre la vida i aconseguir desxifrar aquestes dades. Aquest projecte centra el seu esforç en l’estudi de les aplicacions dedicades a l’alineament de seqüències genètiques, i més concretament a dos algoritmes, basats en programació dinàmica i òptims: el Needleman&Wunsch i el Smith&Waterman. Amb l’objectiu de millorar el rendiment d’aquests algoritmes per a alineaments de seqüències grans, proposem diferents versions d’implementació. Busquem millorar rendiments en temps i espai. Per a aconseguir millorar els resultats aprofitem el paral·lelisme. Els resultats dels anàlisis de les versions els comparem per obtenir les dades necessàries per valorar cost, guany i rendiment.

Análisis bioinformáticos sobre la tecnología Hadoop

Desde el inicio del proyecto del genoma humano y su éxito en el año 2001 se han secuenciado genomas de multitud de especies. La mejora en las tecnologías de secuenciación ha generado volúmenes de datos con un crecimiento exponencial. El proyecto Análisis bioinformáticos sobre la tecnología Hadoop abarca la computación paralela de datos biológicos como son las secuencias de ADN. El estudio ha sido encauzado por la naturaleza del problema a resolver. El alineamiento de secuencias genéticas con el paradigma MapReduce.