Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

A evolução das tecnologias de sequenciamento de DNA tem permitido a elucidação da sequência genômica de um número cada vez maior de organismos. Contudo, a obtenção da sequência nucleotídica do genoma é apenas a primeira etapa no estudo dos organismos. O processo de anotação consiste na identicação as diferentes regiões de interesse no genoma e suas funcionalidades. Várias ferramentas computacionais foram desenvolvidas para auxiliar o processo de anotação, porém nenhuma delas permite ao usuário selecionar sequências, processá-las de forma a encontrar evidências a respeito das regiões genômicas, como predição gênica e de domínios protéicos, analisá-las gracamente e adicionar informações a respeito de suas regiões em um mesmo ambiente. Assim, o objetivo desse projeto foi o desenvolvimento de uma plataforma gráca para a anotação genômica que permite ao usuário realizar as tarefas necessárias para o processo de anotação em uma única ferramenta integrada a um banco de dados. A idéia é proporcionar ao usuário liberdade para trabalhar com o seu conjunto de dados, possibilitando a seleção de sequências para análise, construção dos pipelines processamento das mesmas e análise dos resultados encontrados a partir de visualizador que permite ao usuário adicionar in- formações às regiões e fazer a curadoria das sequências. A ferramenta resultante é facilmente extensível, permitindo o acoplamento modular de novas funcionalidades de anotação e sua estrutura permite ao usuário trabalhar tanto com projetos de sequências expressas como anotação de genomas. / The evolution of the technologies of DNA sequencing has permitted the elucidation of genomic sequence of an increasing number of organisms. Though, the obtainment of the genome nucleotide sequence is only the rst step in the study of organisms. The annotation process consists in the identication of different regions of interest on the genome and their features. Several computational tools were developed to support the annotation process, however none allow the user to select sequences, process them, analyze them graphically and add information about its regions in the same surrounding. Thus, the aim of this project was to develop a graphic platform to genome annotation that allows the user to realize your tasks required from the annotation process in a single tool integrated to a database. The idea is to provide from the user liberty to work with your dataset, enabling the selection of sequences for analyze, pipeline construction, processing them and analyze of results from the viewer that allows the user to add information in the regions and to do the trusteeship of sequences. The resulting tool is easily extensible; allowing the engagement modular of new functionalities of annotation and its structure allows the user works both projects of expressed sequences and with genome annotation.

A evolução das tecnologias de sequenciamento de DNA tem permitido a elucidação da sequência genômica de um número cada vez maior de organismos. Contudo, a obtenção da sequência nucleotídica do genoma é apenas a primeira etapa no estudo dos organismos. O processo de anotação consiste na identicação as diferentes regiões de interesse no genoma e suas funcionalidades. Várias ferramentas computacionais foram desenvolvidas para auxiliar o processo de anotação, porém nenhuma delas permite ao usuário selecionar sequências, processá-las de forma a encontrar evidências a respeito das regiões genômicas, como predição gênica e de domínios protéicos, analisá-las gracamente e adicionar informações a respeito de suas regiões em um mesmo ambiente. Assim, o objetivo desse projeto foi o desenvolvimento de uma plataforma gráca para a anotação genômica que permite ao usuário realizar as tarefas necessárias para o processo de anotação em uma única ferramenta integrada a um banco de dados. A idéia é proporcionar ao usuário liberdade para trabalhar com o seu conjunto de dados, possibilitando a seleção de sequências para análise, construção dos pipelines processamento das mesmas e análise dos resultados encontrados a partir de visualizador que permite ao usuário adicionar in- formações às regiões e fazer a curadoria das sequências. A ferramenta resultante é facilmente extensível, permitindo o acoplamento modular de novas funcionalidades de anotação e sua estrutura permite ao usuário trabalhar tanto com projetos de sequências expressas como anotação de genomas. / The evolution of the technologies of DNA sequencing has permitted the elucidation of genomic sequence of an increasing number of organisms. Though, the obtainment of the genome nucleotide sequence is only the rst step in the study of organisms. The annotation process consists in the identication of different regions of interest on the genome and their features. Several computational tools were developed to support the annotation process, however none allow the user to select sequences, process them, analyze them graphically and add information about its regions in the same surrounding. Thus, the aim of this project was to develop a graphic platform to genome annotation that allows the user to realize your tasks required from the annotation process in a single tool integrated to a database. The idea is to provide from the user liberty to work with your dataset, enabling the selection of sequences for analyze, pipeline construction, processing them and analyze of results from the viewer that allows the user to add information in the regions and to do the trusteeship of sequences. The resulting tool is easily extensible; allowing the engagement modular of new functionalities of annotation and its structure allows the user works both projects of expressed sequences and with genome annotation.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de \"software\" para processamento, visualização e manipulação de imagens tomográficas obtidas por RM. Primeiramente, foi desenvolvido um sistema para uma estação de trabalho Interpro 32&#176C, da Intergraph. Este sistema foi desenvolvido de forma amigável, utilizando-se janelas e \"menus\", para efetuar a interação com o usuário. Foram analisadas e implementadas várias operações de processamento de imagens, tais como: filtros digitais, manipulação da imagem através do seu histograma e medidas estatísticas sobre regiões da imagem. A experiência e o conhecimento obtido com esta implementação, (oram utilizados para definir e desenvolver um novo ambiente gráfico, para uma arquitetura de \"hardware\" baseada no processador gráfico TMS34010 da Texas Instruments, previamente desenvolvida no Laboratório de Instrumentação Eletrônica (LIE). Este ambiente, que suporta menus e janelas, foi desenvolvido utilizando-se das instruções gráficas inerentes à família TMS340. Foram desenvolvidas rotinas de comunicação com o hospedeiro, as quais permitem, por exemplo, que as imagens armazenadas no hospedeiro sejam transmitidas para a arquitetura dedicada. As mesmas rotinas foram utilizadas para depurar e validar o sistema gráfico. / The present work describes the development of a software system to process, visualize and manipulate Magnetic Resonance Images. First an application software W8S developed for an Interpro 32&#176C Intergraph workstation. In this menu and window based 8Oftware, image operations such as filters, transformations and image manipulation based on histograms with statistical data was implemented and evaluated. The knowledge and experience obtained with this implementation was subsequently used to define and design a new graphic environment for a dedicated TMS340 based hardware architecture previously developed in our laboratory. This new toolkit provides window and menu support, and was developed through extensive use of the powerful TMS340 native graphics instructions. Debugging and tracing routines were developed based on an implemented host (PC) - graphics processor board communication system. The same communication software was also used in the examples to perform menu selected downloads of images and functions from the host.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de \"software\" para processamento, visualização e manipulação de imagens tomográficas obtidas por RM. Primeiramente, foi desenvolvido um sistema para uma estação de trabalho Interpro 32&#176C, da Intergraph. Este sistema foi desenvolvido de forma amigável, utilizando-se janelas e \"menus\", para efetuar a interação com o usuário. Foram analisadas e implementadas várias operações de processamento de imagens, tais como: filtros digitais, manipulação da imagem através do seu histograma e medidas estatísticas sobre regiões da imagem. A experiência e o conhecimento obtido com esta implementação, (oram utilizados para definir e desenvolver um novo ambiente gráfico, para uma arquitetura de \"hardware\" baseada no processador gráfico TMS34010 da Texas Instruments, previamente desenvolvida no Laboratório de Instrumentação Eletrônica (LIE). Este ambiente, que suporta menus e janelas, foi desenvolvido utilizando-se das instruções gráficas inerentes à família TMS340. Foram desenvolvidas rotinas de comunicação com o hospedeiro, as quais permitem, por exemplo, que as imagens armazenadas no hospedeiro sejam transmitidas para a arquitetura dedicada. As mesmas rotinas foram utilizadas para depurar e validar o sistema gráfico. / The present work describes the development of a software system to process, visualize and manipulate Magnetic Resonance Images. First an application software W8S developed for an Interpro 32&#176C Intergraph workstation. In this menu and window based 8Oftware, image operations such as filters, transformations and image manipulation based on histograms with statistical data was implemented and evaluated. The knowledge and experience obtained with this implementation was subsequently used to define and design a new graphic environment for a dedicated TMS340 based hardware architecture previously developed in our laboratory. This new toolkit provides window and menu support, and was developed through extensive use of the powerful TMS340 native graphics instructions. Debugging and tracing routines were developed based on an implemented host (PC) - graphics processor board communication system. The same communication software was also used in the examples to perform menu selected downloads of images and functions from the host.