BioInformáticaUna nueva ciencia Interdisciplinar

Norberto Díaz DíazBioinformatics Group of Seville (BIGS)

Dpto. de Lenguajes y Sistemas InformaticosUniversidad de Sevilla

Un grupo de científicos tratando de definir la bioinformática…

BioinformáticaConjunto de métodos matemáticos, estadísticos y computacionales para resolver problemas biológicos, utilizando para ello el ADN, las proteínas e información relacionada (Fredj Tekaia, Instituto Pasteur)

¿Qué es la Bioinformática?

Biología Molecular: ‘un gen una proteína’‘un gen un laboratorio’

‘un gen una tesis’

Genómica: ‘un genoma una tesis’

De ~nada a ~todo

Antes se estudiaba el efecto de un gen

…ignorando así al 99.99% restante

Ahora tenemos datos de todos los genes

¿Qué hacer con ellos?

¿Cómo derivar nuevo conocimiento?

Es necesario un nuevo enfoque, un cambio de paradigma

“If you can’t do Bioinformatics, you can’t do Biology”…

J.D. Tisdall, 2003

¿Un laboratorio de Biología?

Biologíaestructural

Biología Molecular

Genómica

Medicina

Secuenciación

Fisiología GenéticaExpresión

génica

Data Jungle

Nociones Biológicas

MICROARRAYS I

La respuesta de los genes (su expresión genética) bajo ciertos estímulos experimentales es recogida en biochips o microarrays.

MICROARRAYS II

Podemos considerar un microarray como una matriz NxM en la que:

- Cada una de las N filas representa a un gen.

- Cada una de las M columnas representa una condición experimental.

- Cada elemento de la matriz es un número real el cual representa el nivel de expresión de un gen bajo una condición experimentalel valor de la transcripción de mRNA del gen transformado matematicamente para facilitar su posterior análisis.

Objetivo1: encontrar grupos de genes que se co-expresen.

Objetivo2: intentar inferir un pathway a partir de esos conjuntos.

RESULTADOS Y ANALISISRESULTADOS Y ANALISIS

Validación Biológica

Objetivo: determinar relevancia biológica de un conjunto de genes.

1º) Obtener y Procesar datos Biológicos; interpretación biológica del resultado

2º) Comparar solución obtenida con la real

Conocimiento Biológico:- KEGG, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes- GO, Gene Ontology

Técnicas propias:

- CoGE: Cluster of Gene Evaluator

- Especificidad

CoGE (Cluster of Gene Evaluator)

Genoma 1

Genoma ...

Genoma N

KEGG

Organismos

Gen1 Gen...Gen M

Path 1

Path 2

Path H

. . .

Pathways

(Descripción de un proceso biológico)

Organismo

Aprendizaje AutomáticoClustering, Biclustering

Gen 1 Gen 3 Gen 7

CoGE, ejecución con Fenilalanina

Especificidad usando

“Gene Ontology”

Grafo Acíclico Dirigido

GO

Molecular Function Biological Process Cellular Component

Objetivo1: minimizar la distancia que separa a cada gen.

Objetivo2: maximiar el nivel de árbol ontológico donde se encuentran

Proyecto ofertados

Validación Biológica

• Representación en forma de árbol las especificidades

• Uso de la potencia de los pahtways para diseñar una técnica de validación de redes

• Identificación y valoración de genes específicos

• Comparación de clusters en diferentes organismos

Otros

http://www.lsi.us.es/~ndiaz/proyectosFinCarrera.html

FIN