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Sistema de gestión de flujo de trabajo de bioinformática

Un sistema de gestión de flujo de trabajo de bioinformática es una forma especializada de sistema de gestión de flujo de trabajo diseñado específicamente para componer y ejecuta...

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Un sistema de gestión de flujo de trabajo de bioinformática es una forma especializada de sistema de gestión de flujo de trabajo diseñado específicamente para componer y ejecutar una serie de pasos computacionales o de manipulación de datos, o un flujo de trabajo , relacionados con la bioinformática .

En la actualidad existen muchos sistemas de flujo de trabajo diferentes. Algunos se han desarrollado de manera más general como sistemas de flujo de trabajo científicos para su uso por parte de científicos de muchas disciplinas diferentes, como la astronomía y las ciencias de la Tierra . Todos estos sistemas se basan en una representación abstracta de cómo se realiza un cálculo en forma de un gráfico dirigido, donde cada nodo representa una tarea a ejecutar y los bordes representan el flujo de datos o las dependencias de ejecución entre diferentes tareas. Cada sistema suele proporcionar una interfaz visual, que permite al usuario crear y modificar aplicaciones complejas con poca o ninguna experiencia en programación. [1] [2] [3]

Ejemplos

En orden alfabético, algunos ejemplos de sistemas de gestión de flujo de trabajo bioinformático incluyen:

  • Bioinformática y análisis de imágenes de Anduril [4] [5]
  • BioBIKE : una base de conocimiento biológico integrada, programable y basada en la Web [6]
  • CLC bio , una plataforma de análisis bioinformático y gestión de flujo de trabajo de QIAGEN Digital Insights .
  • Administrador de clones de Sci-Ed.
  • Cuneiforme : un lenguaje de flujo de trabajo funcional para el análisis de datos a gran escala [7]
  • Discovery Net : uno de los primeros ejemplos de un sistema de flujo de trabajo científico, comercializado posteriormente como InforSense, que luego fue adquirido por IDBS. [ cita requerida ]
  • Galaxy : inicialmente orientado a la genómica [8]
  • GenePattern : un potente sistema de flujo de trabajo científico que proporciona acceso a cientos de herramientas de análisis genómico. [9]
  • KNIME, el minero de información de Konstanz [10]
  • OnlineHPC Diseñador de flujo de trabajo en línea basado en Taverna [ cita requerida ]
  • Generador de flujo de trabajo de Playbook Generador de flujo de trabajo flexible para aplicaciones de bioinformática basado en servicios API. Desarrollado inicialmente para el programa del Fondo Común CFDE de los NIH [ cita requerida ]
  • UGENE proporciona un sistema de gestión de flujo de trabajo que se instala en una computadora local [11]
  • Senderos de visión [12]

Comparaciones entre sistemas de flujo de trabajo

Con una gran cantidad de sistemas de flujo de trabajo bioinformáticos entre los que elegir, [13] resulta difícil comprender y comparar las características de los diferentes sistemas de flujo de trabajo. Se han realizado pocos trabajos para evaluar y comparar los sistemas desde la perspectiva de un bioinformático, especialmente cuando se trata de comparar los tipos de datos que pueden manejar, las funcionalidades integradas que se proporcionan al usuario o incluso su rendimiento o facilidad de uso. Algunos ejemplos de comparaciones existentes incluyen:

  • El artículo "Sistemas de flujo de trabajo científicos: ¿puede haber un modelo único para todos?", [3] proporciona un marco de alto nivel para comparar sistemas de flujo de trabajo en función de sus propiedades de flujo de datos y flujo de control. Los sistemas comparados incluyen Discovery Net , Taverna , Triana, Kepler , así como Yawl y BPEL .
  • El artículo "Meta-workflows: interoperabilidad basada en patrones entre Galaxy y Taverna" [14] proporciona una comparación más orientada al usuario entre Taverna y Galaxy en el contexto de permitir la interoperabilidad entre ambos sistemas.
  • El documento de infraestructura "Entrega de infraestructura de TIC para investigación biomédica" [15] compara dos sistemas de flujo de trabajo, Anduril y Chipster, [16] en términos de requisitos de infraestructura en un modelo de entrega en la nube.
  • El artículo "Una revisión de los marcos de trabajo de canalización bioinformática" [17] intenta clasificar los sistemas de gestión de flujo de trabajo basándose en tres dimensiones: "utilizando una sintaxis implícita o explícita, utilizando un paradigma de diseño basado en configuración, convención o clase y ofreciendo una línea de comandos o una interfaz de banco de trabajo".

Referencias

  1. ^ Oinn, T.; Greenwood, M.; Addis, M.; Alpdemir, MN; Ferris, J.; Glover, K.; Goble, C .; Goderis, A.; Hull, D.; Marvin, D.; Li, P.; Lord, P.; Pocock, MR; Senger, M.; Stevens, R.; Wipat, A.; Wroe, C. (2006). "Taverna: Lecciones en la creación de un entorno de flujo de trabajo para las ciencias de la vida" (PDF) . Concurrencia y computación: práctica y experiencia . 18 (10): 1067–1100. doi :10.1002/cpe.993. S2CID  10219281.
  2. ^ Yu, J.; Buyya, R. (2005). "Una taxonomía de sistemas de flujo de trabajo científicos para computación en cuadrícula". ACM SIGMOD Record . 34 (3): 44. CiteSeerX 10.1.1.63.3176 . doi :10.1145/1084805.1084814. S2CID  538714. 
  3. ^ ab Curcin, V.; Ghanem, M. (2008). "Sistemas de flujo de trabajo científico: ¿puede haber uno único que sirva para todos?". Conferencia Internacional de Ingeniería Biomédica de El Cairo de 2008. págs. 1–9. doi :10.1109/CIBEC.2008.4786077. ISBN 978-1-4244-2694-2. Número de identificación del sujeto  1885579.
  4. ^ "Sitio web del flujo de trabajo de Anduril".
  5. ^ Ovaska, Kristian; Laakso, Marko; Haapa-Paananen, Saija; Louhimo, Riku; Chen, Ping; Aittomäki, Viljami; Valo, Erkka; Núñez-Fontarnau, Javier; Rantanen, Ville (7 de septiembre de 2010). "El marco de integración de datos a gran escala proporciona una visión integral del glioblastoma multiforme". Medicina del genoma . 2 (9): 65. doi : 10.1186/gm186 . ISSN  1756-994X. PMC 3092116 . PMID  20822536. 
  6. ^ Elhai, J.; Taton, A.; Massar, J.; Myers, JK; Travers, M.; Casey, J.; Slupesky, M.; Shrager, J. (2009). "BioBIKE: una base de conocimiento biológico integrada, programable y basada en la Web". Nucleic Acids Research . 37 (número del servidor web): W28–W32. doi :10.1093/nar/gkp354. PMC 2703918 . PMID  19433511. 
  7. ^ Brandt, Jörgen; Bux, Marc N.; Leser, Ulf (2015). "Cuneiforme: un lenguaje funcional para el análisis de datos científicos a gran escala" (PDF) . Actas de los talleres de la EDBT/ICDT . 1330 : 17–26.
  8. ^ Goecks, J.; Nekrutenko, A.; Taylor, J.; Galaxy Team, T. (2010). "Galaxy: un enfoque integral para respaldar la investigación computacional accesible, reproducible y transparente en las ciencias de la vida". Genome Biology . 11 (8): R86. doi : 10.1186/gb-2010-11-8-r86 . PMC 2945788 . PMID  20738864. 
  9. ^ Reich, Michael; y col. (2006). "GenePattern 2.0". Nature Genetics . 38 (1): 500–5001. doi :10.1038/ng0506-500. PMID  16642009. S2CID  5503897.
  10. ^ Tiwari, Abhishek; Sekhar, Arvind KT (2007). "Marco basado en flujo de trabajo para informática de ciencias de la vida". Computational Biology and Chemistry . 31 (5–6): 305–319. doi :10.1016/j.compbiolchem.2007.08.009. PMID  17931570.
  11. ^ Okonechnikov, K; Golosova, O; Fursov, M; Ugene, Team (2012). "Unipro UGENE: Un conjunto de herramientas bioinformáticas unificadas". Bioinformática . 28 (8): 1166–7. doi : 10.1093/bioinformatics/bts091 . PMID  22368248.
  12. ^ Bavoil, L.; Callahan, SP; Crossno, PJ; Freire, J.; Scheidegger, CE; Silva, CT; Vo, HT (2005). "VisTrails: Habilitación de visualizaciones interactivas de múltiples vistas". VIS 05. IEEE Visualization, 2005. págs. 135–142. doi :10.1109/VISUAL.2005.1532788. ISBN . 978-0-7803-9462-9.
  13. ^ "Sistemas de flujo de trabajo existentes". Wiki de Common Workflow Language . Archivado desde el original el 17 de octubre de 2019. Consultado el 17 de octubre de 2019 .
  14. ^ Abouelhoda, M.; Alaa, S.; Ghanem, M. (2010). "Meta-flujos de trabajo". Actas del 1.er Taller internacional sobre enfoques de flujo de trabajo para la nueva ciencia centrada en los datos - Wands '10 . p. 1. doi :10.1145/1833398.1833400. ISBN  9781450301886. Número de identificación del sujeto  17343728.
  15. ^ Nyrönen, TH; Laitinen, J; et al. (2012), Entrega de infraestructura de TIC para investigación biomédica , Actas del volumen complementario de WICSA/ECSA 2012 (WICSA/ECSA '12), ACM, págs. 37–44, doi :10.1145/2361999.2362006, ISBN  9781450315685, Número de identificación del sujeto  18199745
  16. ^ Kallio, MA; Tuimala, JT; Hupponen, T; Klemelä, P; Gentil, M; Scheinin, yo; Koski, M; Käki, J; Korpelainen, IE (2011). "Chipster: software de análisis fácil de usar para microarrays y otros datos de alto rendimiento". Genómica BMC . 12 : 507. doi : 10.1186/1471-2164-12-507 . PMC 3215701 . PMID  21999641. 
  17. ^ Leipzig J (2016). "Una revisión de los marcos de trabajo de los procesos bioinformáticos". Briefings in Bioinformatics . 18 (3): 530–536. doi :10.1093/bib/bbw020. PMC 5429012 . PMID  27013646. 
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