Genetik und Bioinformatik

Multigenomvergleich im Rahmen des EU-Projekts Mr.SymBioMath

Immer kostengünstigere Verfahren zur Entschlüsselung der Erbinformationen von Pflanzen, Tieren und Menschen haben in den letzten Jahren zu einer wahren Datenexplosion in der Genforschung geführt. Die Verarbeitung dieser Daten stellt jedoch Wissenschaftler vor eine große Herausforderung. Vor wenigen Jahren konnten nur einzelne Datensätze mit spezialisierten Methoden analysiert werden um Informationen zu gewinnen und die Menge an verfügbaren Daten erlaubte auch nur einfache Visualisierungen dieser Daten.

Diese Analyseverfahren können aber nur eingeschränkt auf die heute verfügbaren Daten angewendet werden. Die Menge an verfügbaren Daten erfordert leistungsfähige Rechner und neue Analyseverfahren und Visualisierungsmethoden um neue Informationen zu gewinnen. Ebenso müssen diese neuen Informationen effizient miteinander abgeglichen werden und gut aufbereitet für Wissenschaftler dargestellt werden. Hierfür sind vermehrt interdisziplinäre Forschungsansätze notwendig um Datenverarbeitung, Berechnung, Visualisierung und Dateninterpretation effizient und erfolgreich durchführen zu können.

In dem EU-Projekt Mr.SymBioMath (High Performance, Cloud and Symbolic Computing in Big-Data Problems applied to Mathematical Modeling of Comparative Genomics) arbeiten Wissenschaftler und Praktiker aus der Mathematik, Bioinformatik, Statistik, Visualisierung und Medizin zusammen. Gemeinsam entwickeln sie neue Verfahren zur Datenverarbeitung, Datenanalyse und Visualisierung um zu neuen Erkenntnisse in der Biomedizin und der Bioinformatik zu gelangen.

Zur Darstellung und explorativen Analyse der Daten wurde unter anderem eine Gruppe von Applikationen unter dem Titel 3DScover entwickelt, welche eine neuartige 3D Visualisierungsumgebung erzeugt, die auf allgemein verwendeten 2D-Repräsentationen basiert. Die Kombination in einer 3D-Darstellung ermöglicht neue Einblicke in die Zusammenhänge zwischen den zweidimensionalen Ansichten, und verbessert damit das Verständnis der Daten. Wissenschaftler können durch 3DScover nun nicht nur am Desktop oder mittels eines Web-Browsers, sondern auch im CAVE oder mit Hilfe von Head-mounted Displays in ihre Daten eindringen und diese erkunden.

Kontakt

Dr. Oswaldo Trelles
Projektleiter von Mr.SymBioMath

Dr. Christoph Anthes
Dr. Balázs Tukora
Dr. Ruben Garcia Hernandez
Paul Heinzlreiter
Michael Krieger
Leibniz-Rechenzentrum
http://www.mrsymbiomath.eu

Publikationen

Wurm L., R. Garcia, C. Anthes, D. Kranzlmüller, W. Höhl. Benefits of Tablet Interfaces for Immersive Visualization in Information Visualization. Poster  in: Proceedings of the International Conferences in Central Europe on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision (WSCG ‘16), S. 1-4, Pilsen, Tschechien, Mai 2016

Garcia R., C. Anthes, M. Wiedemann, D. Kranzlmüller. Perspectives for Using Virtual Reality to Extend Visual Data Mining in Information Visualization. In: Proceedings of the IEEE Aerospace Conference, Big Sky, Montana, USA, März 2016

Krieger M., O. Torreno, O. Trelles, D. Kranzlmüller. Building an open source cloud environment with auto-scaling resources for executing bioinformatics and biomedical workflows. In: Future Generation Computer Systems, Februar 2016

Tukora B., C. Anthes, P. Heinzlreiter, D. Kranzlmüller. Large-scale Dynamic Visualization of Multiple Comparative Genomic Data. Poster in: Proceedings of the IEEE Information Visualization Conference (InfoVIs '14), Paris, Frankreich, November 2014