Ανάπτυξη υπολογιστικών μεθόδων για τη μελέτη της δυναμικής στοχαστικής συμπεριφοράς μικροβιακών κοινοτήτων

Περίληψη

Η ανάπτυξη μεθόδων και εργαλείων πληροφορικής για την αξιοποίηση των κυτταρικών ταινιών (cell movies) που να επιτρέπουν την ακριβή εξαγωγή των χαρακτηριστικών των βακτηρίων σε επίπεδο του μεμονωμένου κυττάρου (single-cell), την οπτικοποίηση και τη στατιστική μοντελοποίηση αυτών των χαρακτηριστικών, καθώς και την διεξαγωγή πειραμάτων ανάπτυξης μικροβιακών κοινοτήτων in silico, μέσω ρεαλιστικής προσομοίωσης, αποτελεί σήμερα πρόκληση του τομέα της υπολογιστικής συστημικής μικροβιολογίας. Στη διεθνή βιβλιογραφία απαντώνται μέθοδοι που αναλύουν κυτταρικές ταινίες με βακτήρια και ποσοτικοποιούν την πληροφορία που εξάγεται από χρονοσειρές εικόνων που απεικονίζουν αναπτυσσόμενες μικροβιακές αποικίες. Παραταύτα αυτές οι μέθοδοι μειονεκτούν σε αρκετά σημεία, π.χ. παρουσιάζουν χαμηλά ποσοστά επιτυχίας κατάτμησης πολύπλοκων κυτταρικών ταινιών με χιλιάδες κύτταρα, ενώ συχνά απαιτούν λεπτομερή παραμετροποίηση και έτσι χαρακτηρίζονται ως μη φιλικές προς το χρήστη-βιολόγο. Επιπλέον είναι σαφής η έλλει ...
περισσότερα

Περίληψη σε άλλη γλώσσα

Methods and software tools for the analysis of cell movies which allow the accurate estimation of bacterial attributes at the single-cell level, the visualization and statistical modeling of the extracted cell attributes, and the creation of in silico experiments simulating microbial communities growth, remain currently a challenge in computational systems biology. Methods reported in the literature are lacking in many respects. They exhibit low success rates in cell segmentation of dense cell movies with thousands of cells, often require laborious parameterization, and are characterized as not friendly by user-biologists with no bioimage analysis expertise. Moreover, there is no end-to-end computational pipeline to automatically analyze cell movies, model the variability of extracted cell attributes, explore cell diversity visually, and facilitate the realistic simulation of microbial communities' behavior, while taking into account the inherent stochasticity of the underlying biologi ...
περισσότερα
Η διατριβή είναι δεσμευμένη από τον συγγραφέα  (μέχρι και: 4/2022)
DOI
10.12681/eadd/49137
Διεύθυνση Handle
http://hdl.handle.net/10442/hedi/49137
ND
49137
Εναλλακτικός τίτλος
Development of computational methods to investigate the stochastic dynamic behavior of microbial communities
Συγγραφέας
Μπαλωμένος, Αθανάσιος του Δημήτριος
Ημερομηνία
2021
Ίδρυμα
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών (ΕΚΠΑ). Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών. Τομέας Επικοινωνιών και Επεξεργασίας Σήματος
Εξεταστική επιτροπή
Μανωλάκος Ηλίας
Θεοδωρίδης Σέργιος
Ταμπακάκη Αναστασία
Εμίρης Ιωάννης
Γουνόπουλος Δημήτριος
Κουτσουμανής Κωνσταντίνος
Rahme Laurence
Επιστημονικό πεδίο
Φυσικές ΕπιστήμεςΕπιστήμες Ηλεκτρονικών Υπολογιστών & Πληροφορικής ➨ Βιοπληροφορική
Φυσικές ΕπιστήμεςΕπιστήμες Ηλεκτρονικών Υπολογιστών & Πληροφορικής ➨ Λογισμικό (software)
Φυσικές ΕπιστήμεςΕπιστήμες Ηλεκτρονικών Υπολογιστών & Πληροφορικής ➨ Τεχνητή νοημοσύνη
Λέξεις-κλειδιά
Time-lapse μικροσκοπία; Βακτηριακές κυτταρικές ταινίες; Δέντρα γενεαλογίας; Δέντρα γενιάς; Κυτταρομετρία; Ανάλυση σε επίπεδο μεμονωμένου κυττάρου; Οπτικοποίηση; Ρυθμιστικά δίκτυα γονιδίων; Μοντελοποίηση στοχαστικότητας; Δυναμική βακτηριακών κοινοτήτων
Χώρα
Ελλάδα
Γλώσσα
Αγγλικά
Άλλα στοιχεία
243 σ., εικ., πιν., σχημ., γραφ.
Στατιστικά χρήσης
ΠΡΟΒΟΛΕΣ
Αφορά στις μοναδικές επισκέψεις της διδακτορικής διατριβής.
Πηγή: Google Analytics.
ΞΕΦΥΛΛΙΣΜΑΤΑ
Αφορά στο άνοιγμα του online αναγνώστη.
Πηγή: Google Analytics.
ΜΕΤΑΦΟΡΤΩΣΕΙΣ
Αφορά στο σύνολο των μεταφορτώσων του αρχείου της διδακτορικής διατριβής.
Πηγή: Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών.
ΧΡΗΣΤΕΣ
Αφορά στις μοναδικές επισκέψεις της διδακτορικής διατριβής.
Πηγή: Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών.