Bazy danych z zakresu genomiki, biotechnologii i jakości produktów pochodzenia zwierzęcego Jolanta Oprządek, Grażyna Sender, Magdalena Sobczyńska, Łukasz Jankowski, Paweł Lisowski, Emilia Bagnicka, Maciej Kossakowski, Cong Le Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt Polskiej Akademii Nauk Jastrzębiec ul. Postępu 1, 05-552 Wólka Kosowska Witam Państwa, nazywam się Cong Le, Na tej konferencji reprezentuję Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt Polskiej Akademii Nauk w Jastrzębcu Zanim zacznę omawiać nasze bazy naukowe pragnę wspomnieć kilka słów o naszym projekcie bio-informatycznym, który w naszym instytucie jest realizowany od roku 2010 do chwili obecnej

Cel projektu bio-informatycznego Stworzenie nowoczesnej infrastruktury teleinformatycznej, rozwojowych platform systemowych w oparciu o bazy danych z zakresu genomiki, biotechnologii i jakości produktów pochodzenia zwierzęcego oraz podniesienie konkurencyjności badań poprzez upowszechnienie i wdrożenie wyników prac naukowo-badawczych prowadzonych w IGIHZ PAN Celem tego projektu jest stworzenie nowoczesnej infrastruktury teleinformatycznej, rozwojowych platform systemowych w oparciu o bazy danych z zakresu genomiki, biotechnologii i jakości produktów pochodzenia zwierzęcego oraz podniesienie konkurencyjności badań poprzez upowszechnienie i wdrożenie wyników prac naukowo-badawczych prowadzonych w naszym instytucie

Modernizacja infrastruktury techniczno-informatycznej Przygotowanie warunków technologicznych i systemowych usprawniających wykonywania zaawansowanych badań wraz ze zapewnieniem wysokiego poziomu bezpieczeństwa danych naukowych Kreowanie możliwości rozwoju i wykorzystania nowych technologii dla potrzeb nauki Stworzenie przyjaznego i łatwego w obsłudze oprogramowanie do badań naukowych Modernizacji infrastruktury techniczno-informatycznej jest podstawowym zadaniem naszego projektu W tym przygotowaliśmy warunki technologiczne i systemowe.. Dlatego, że skomplikowane badania wymagają coraz bardziej zaawansowanych aplikacji narzędziowych, więc by sprostać tym wymaganiom stworzyliśmy dedykowany System bazodanowy, ponieważ tylko dedykowane oprogramowanie jest najbardziej elastyczne na potrzeby złożonych analiz, zaś wysokie bezpieczeństwo algorytmów szyfrujących pozwalają nam na kontrolę dostępu do danych oraz regulację ich przydatności bez względu na to gdzie będą wyeksportowane z naszego systemu. Pamiętaliśmy też o kreowaniu… 2. O tóż technologia stale się rozwija a wraz ze zmianami pojawiają się nowe nieznane wymagania. Podobnie jest też z nauką, więc dbając o możliwość postępu technologicznego w naszym instytucie możemy zapewnić bezpieczną przyszłość dla naszych badań naukowych. Istotne też jest dla nas to aby 3. Narzędzie technologiczne było przydatne, więc musi być też łatwe w obsłudze oraz intuicyjne. Dzięki temu pracownik naukowy będzie mógł w pełni skupiać się na badaniu a nie na obsłudze aplikacją narzędziową.

Przedstawiam Państwu obraz naszego systemu z perspektywy pracownika naukowego, jak widać oprócz istotnych opisów i parametrów danego eksperymentu, są też łatwo dostępne opcje do wykonania kluczowych operacji na wybranych danych. Następnie chciałbym już opowiedzieć o tym, czym się kierowaliśmy podczas wdrożenia poszczególnych baz naukowych

Baza danych z zakresu genomiki funkcjonalnej Zbieranie i normalizacja danych w celu określenia kryteriów jakościowych i ujednolicenia sposobu przeprowadzania eksperymentów genomicznych; Umożliwienie wykorzystania i wymiany znormalizowanych danych eksperymentalnych z zakresu genomiki funkcjonalnej zwierząt gospodarskich pomiędzy jednostkami naukowymi; Umożliwienie prowadzenia analiz in situ (bioinformatycznych) na już zdeponowanych i znormalizowanych zbiorach danych. Tworząc bazę z zakresu….. Dążyliśmy do gromadzenia i normalizacji danych w celu… W ten sposób możemy określić normy jakościowe dla przeprowadzanych eksperymentów, co pozwala nam wstępnie ocenić jakość prowadzonych analiz Poprzez wykorzystanie i wymianę znormalizowanych danych… 2. możemy realizować opracowania wyników poprzez porównywania i wnioskowania z różnic wynikających z kilku zestawów danych Stosując analizę in situ inaczej bioinformatyczne na już… 3. Możemy opracowywać część badań na podstawie już wykonanych i gotowych wyników, co redukuje nadmiarowość operacji i pozwala nam zaoszczędzić czas na ewentualne dodatkowe analizy

Baza danych genów markerowych cech Zdeponowanie wykrytych polimorfizmów genów i ich udostępnienie innym użytkownikom do wykorzystania w innych układach eksperymentalnych. Oszacowanie czy i na ile zidentyfikowany polimorfizm jest funkcjonalny, czyli czy ma wpływ na badaną cechę W bazie genów markerowych cech Chcieliśmy zdeponować wykryte poliformizmy genów i udostępniać je innym.. Pozwala to nam na identyfikacje i opis biomarkerów molekularnych różnorakich cech organizmów Zaś oszacowanie czy i na ile.. 2. Daje nam orientację na ile dana mutacja DNA jest sprawcza czyli jaką powoduje zmianę w organizmie

Baza danych zasobów genetycznych koni Połączenie informacji genetycznej i użytkowości koni Zwiększenie dokładności oszacowania wartości hodowlanej Ujednolicenie standardów i formatów danych o koniach W bazie zasobów genetycznych koni skoncentrowaliśmy się na: Połączeniu informacji … 1. gdyż ujednolicenie zbiorów informacji ze różnych źródeł zwiększa ich ilość dla jednego użytkownika jednocześnie oraz daje jemu szerszy zakres dostępu do różnych danych Także możliwe jest wykorzystanie tych skompletowanych informacji przez decyzje hodowlane Chcąc zwiększyć dokładność.. 2. Możemy podnieść efektywność postępu hodowlanego Pomyśleliśmy też o ujednoliceniu standardów i formatów … 3. ponieważ aplikacje gromadzące rożne dane o koniach mają swój indywidualny format, więc poprzez konwersję danych na standard ogólny możemy wspomagać naszą pracę w zespole

Baza danych produktów odżywczych pochodzenia zwierzęcego Scentralizowane zarządzanie różnorodnymi badaniami jednej próbki, Informatyzacja Centrum Hodowlanego kóz mlecznych Dla bazy produktów… Potrzebowaliśmy scentralizowanego zarządzania.. 1. Gdyż ze względu na podział różnorodnego materiału biologicznego na określone analizy i metody badawcze. Zaistniała konieczność usprawnienia w śledzeniu etapów analizy „próbek biologicznych”. Próbki są badane przy wykorzystaniu różnej aparatury a automatyczne zbieranie danych z tych urządzeń i tworzenie jednej bazy oszczędzi nam czas oraz ułatwi zarządzanie całym procesem analitycznym. Informatyzacja Centrum Hodowlanego kóz mlecznych 2. Umożliwia nam wykorzystanie najnowocześniejszych metod pracy hodowlanej, pozwoli też na skuteczną selekcję najlepszego materiału genetycznego poprzez wykorzystanie informacji o użytkowości mlecznej, rozpłodowej oraz o statusie zdrowotnym zwierząt w indeksie selekcyjnym.

Multimedialna baza danych rozwoju zarodków ssaków Rozwój współpracy badawczej poprzez wypromowanie technik manipulacji na zarodkach Stworzenie multimedialnego albumu rozwoju zarodków ssaków z możliwością dostępu do niego szkół i uczelni wyższych w ramach pomocy dydaktycznej Oprócz baz gromadzących wyniki badań, utworzyliśmy Multimedialną bazę danych rozwoju zarodków ssaków W tej bazie chcemy rozwinąć współpracę badawczą poprzez wypromowanie technik manipulacji na zarodkach 1. na przykład: opracowaliśmy metodę wykorzystania zygot jako biorców jąder w klonowaniu somatycznym, jest ona wykorzystywana w naszym laboratorium a chcielibyśmy rozpropagować ją na zewnątrz. Stworzyliśmy multimedialny album rozwoju zarodków ssaków, 2. Gdyż od wielu lat posiadamy unikalną kolekcję zdjęć i filmów ukazujących rozwój zarodków ssaczych a materiały te mogą zostać użyte w celach edukacyjnych w szkołach i na uczelniach wyższych

Na tym slajdzie przedstawiam Państwu zdjęcia z naszego multimedialnego albumu z omawianej bazy (na zdjęciu po lewej) Widać blastocystę królika z osłonką mucynową, zdjęcie zostało wykonane mikroskopem świetlnym z użyciem kontrastu fazowego.   (w grupie zdjęć po prawej) Klatki (A,C,E,G) przedstawiają poszczególne fazy enukleacji selektywnej zygoty mysiej, zdjęcia były wykonane też za pomocą mikroskopu świetlnego z użyciem kontrastu fazowego, Zaś klatki (B,D,F,H) dotyczą tego samego zarodka w świetle UV, tu jednak materiał genetyczny został wybarwiony barwnikiem Hoechst’a i można zobaczyć jak jest usuwany materiał DNA

Wnioski Integracja nauki z technologią informatyczną Sprawne zarządzanie informacją Na koniec chciałbym powiedzieć, żę 1. Połączenie technologii informatycznej z biologią eksperymentalną nie jest sprawą łatwą jednak sukcesywne powiązanie razem tych dwóch dziedzin znacznie przyspieszy rozwój nauk biologicznych. Istotne też jest aby te dwie różne od siebie dziedziny realizowały wspólny cel jakim jest wzajemna integracja 2. W dobie dzisiejszej technologii, w nauce osiągnęliśmy etap gromadzenia ogromnych ilości informacji, zaś dzięki narzędziu technologicznemu możemy sprawnie zarządzać tym licznym zbiorem danych oraz przeprowadzać bardziej złożone i zaawansowane analizy w pracach badawczych

Dziękuję za uwagę. To już wszystko i dziękuję bardzo Państwu za uwagę