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Análisis por computador de imágenes de geles de electroforesis: métodos avanzados de manejo de meta-información y procesamiento digital de imágenes

2014-05-05T14:36:50Z

Proyecto de Investigacion código: 5402 1360 2601

La caracterización molecular se entiende como el proceso mediante el cual se determinan atributos conspicuos de una molécula en particular. Este trabajo continua con el desarrollo de algoritmos a ser utilizados en un sistema computacional para apoyar labores de caracterización molecular, que permite asociar características particulares a organismos de acuerdo a la composición de moléculas como el ADN, ARN, proteínas, etc. Dicha composición se evalúa en este caso particular a través de los llamados geles de electroforesis, cuyas imágenes presentan usualmente bajos contrastes y distorsiones que di cultan su uso. Este proyecto aporta nuevos algoritmos y estructuras para la administración de información a ser integrados en una herramienta informática que persigue potenciar la utilidad de las imágenes de geles de electroforesis, reduciendo por un lado los tiempos invertidos en su análisis y por otro lado incrementando la con abilidad y robustez de los resultados obtenibles, compensando errores originados por el factor humano, y facilitando el rescate de información oculta. Además, la herramienta se encarga de manejar metainformación asociada a las imágenes, que incluye todo el proceso desde la toma de la muestra hasta la captura misma de las imágenes, con el n de permitir posteriormente la búsqueda de datos por medio de esa metainformación. El proyecto culmina luego de 5 años, que es aproximadamente una mitad del tiempo en que proyectos similares en Irlanda y Austria han estado publicando sus avances. Resta por iniciar el proceso de desarrollo de producto, que escapa al marco de trabajo del proyecto de investigación. Este informe muestra los aportes alcanzados en el proyecto en cuanto a algoritmos y métodos, capaces de brindar mayor automatización en laboratorios de biología molecular. Los resultados principales se concentran, por un lado, en la consolidación de la arquitectura propuesta anteriormente para todo el sistema, la puesta en marcha de un sistema adaptativo de captura, compensación de distorsiones ópticas y de perspectiva en la detección de carriles, un sistema de difusión con mejoramiento de coherencia con ltro orientado para corregir la distorsión del efecto sonrisa, y un complejo sistema de detección de las bandas en un carril que combina análisis en el espacio de escala con procesos de optimización. Por otro lado, se diseño el sistema de bases de datos distribuidas y métodos avanzados de consulta basados en minería de datos. Finalmente, se establecieron los protocolos para generación de electroforesis en gel de gradiente desnaturalizante, que se utilizaron en el análisis de diversidad bacteriana en muestras de suelo y agua.

Instituto Tecnológico de Costa Rica

Lidia Gómez

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