Bioinformatics tools for gene expression database

Abstract

Diplomityö suoritettiin osana Biomedicum Bioinformatics Unit:in (BBU) Xpressionist tietokantajärjestelmän kehitysprojektia. Xpressionist tietokantajärjestelmä on suunniteltu helpottamaan Biomedicum:in tutkijoiden geenisirukokeiden mittaustuloksista keräytyvän erittäin suuren tietomäärän tallentamista ja hallintaa. Työn tarkoituksena oli laajentaa Xpressionist tietokantajärjestelmää uusilla toiminnoilla ja työkaluilla. Työn kirjallisuusosassa on esitelty bioinformatiikka tieteenalana, sen tehtävät ja biologiset sovellukset. Myös geenisirukokeita, niiden tarkoitusta ja suoritusta on kuvailtu. Lopuksi on esitelty tietokantajärjestelmiä ja biologisia ontologioita.

Työn kokeellisessa osassa kehitettiin Xpressionist tietokantajärjestelmään uusia toimintoja ja työkaluja. Työ voidaan jakaa neljään kokonaisuuteen: 1) valmiina olevan tiedontuontityökalun laajentamiseen uusilla toiminnoilla, jotka mahdollistavat tutkijoiden omien geenisirukoetulosten tallennuksen tietokantaan, 2) tietokannan tietojen kuvausten yhtenäistämiseen ja standardoimiseen eVOC ontologian avulla, 3) tiedonvientityökalun kehitykseen tiedon keräyksen tietokannasta ja sen tulostuksen analyysiin sopivassa muodossa mahdollistamiseksi sekä 4) biologisten analyysityökalujen liittämiseen Xpressionist tietokantajärjestelmän yhteyteen.

Työn kokeellisessa osassa käytettiin Delphi 7 ohjelmointiympäristöä uusien työkalujen ja toimintojen kehitykseen sekä SQL-kieltä tietokannan muokkaamiseen. Analyysityökalujen liittämisessä hyödynnettiin avoimen lähdekoodin Bioconductor analyysityökaluja, XML kuvauskieltä sekä internet sovelluksiin suunniteltua SOAP protokollaa.

Kehitetyt uudet työkalut ja toiminnot saattoivat Xpressionist tietokantajärjestelmän tilaan, jossa käyttäjä voi sekä tallettaa geenisirukokeiden tuloksia Xpressionist tietokantaan että hakea tehokkaasti oleellista tietoa tietokannasta ja analysoida sitä tietokantaan liitetyillä työkaluilla. Seuraavana vaiheena Xpressionist tietokantajärjestelmän kehityksessä on järjestelmän julkaisu koekäyttöön pienelle käyttäjäryhmälle parannusehdotuksia varten.