Title:
Use of Infographics methods in understanding and plotting data of a 5-D matrix
Date: November-2014

Team C02-2014: Marios Damigos , Thanasis Liatsikouras
Students, Dept of Mechanical Eng, NTUA

Short Abstract:
We are going to develop code in Matlab format which will make use of multilevel rabdograms and/or GUIS to plot the readouts of a 5-D matrix.

Acknowledgements:
We would like to thank Teo Sakellaropoulos for his valuable help on Systems Biology.

Introduction:
Στη Βιολογία πολύ σημαντικό ρόλο παίζουν οι πειραματικές διαδικασίες. Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται δίνουν την δυνατότητα στον Βιολόγο να κατανοήσει την λειτουργία των ζώντων οργανισμών. Για να μπορέσει όμως ο Βιολόγος να επεξεργαστεί τα αποτελέσματα ενός πειράματος, θα πρέπει αυτά να επεξεργαστούν και να παραχθούν στη συνέχεια γραφήματα που θα κάνουν την μετεπεξεργασία και την αποκωδικοποίηση των αποτελεσμάτων πιο εύκολη και σύντομη. Infographics ονομάζεται η οπτική απεικόνιση δεδομένων ή αποτελεσμάτων μίας έρευνας ή μίας πειραματικής διαδικασίας.

Το πείραμα:
Κατά την διάρκεια της παρούσας εργασίας, εκτελέστηκε ένα πείραμα κατά το οποίο μελετούταν η συμπεριφορά 5 cell lines υπό την επιροή 8 διεγερτών και 12 αναστολέων σε όλους τους πιθανούς συνδυασμούς. Για κάθε cell line στο τέλος του πειράματος μετρήθηκαν οι παραγόμενες ποσότητες 21 διαφορετικών πρωτεινών. Τα ανωτέρω αποτέλεσαν στοιχεία ενός πενταδιάστατου μητρώου (cell lines, πρωτείνες, αναστολείς, διεγέρτες, χρονική διάρκεια πειράματος), Εφόσον οι ποσότητες των πρωτεινών μετρούταν στο τέλος του πειράματος, ο χρόνος δεν είναι ουσιαστικά διάσταση του μητρώου αλλά ψευδο-διάσταση, καθώς λαμβάνει την τιμή 0 για την κατάσταση των κυττάρων προ-διέγερσης και την τιμή 1 στο τέλος του πειράματος (διέγεερσης). Για τις ενδιάμεσες τιμές δεν γίνεται αναφορά.

Cell Lines:
Τα 5 Cell Lines τα οποία μελετώνται είναι τα: Hep3b, Huh7, Hepg2, Mhc, Normal.

Hep3b
Πρόκειται για ηπατικά επιθηλιακά κύτταρα ανθρώπων γένους αρσενικού που έχουν προσβληθεί από Ηπατίτιδα Β. Τα άτομα από τα οποία προέρχονται είναι 8 ετών. Παρουσιάζουν ενδιαφέρον καθώς γίνεται έλεγχος για ηπατο-κυτταρικό καρκίνωμα.

Hep3b.jpeg


Huh7
Πρόκειται για ηπατικά κύττρα ανθρώπων γένους αρσενικού που χρησιμοποιούνται για την μελέτη του ηπατικού καρκίνου. Αρχικά, προήλθαν από 57-χρονους ασιάτες.

huh7.jpeg


Hepg2
Πρόκειται για ηπατικά κύτταρα ανθρώπων γένους αρσενικού. Προέρχονται από ανθρώπους 15 ετών.

hepg2.jpg

Mhc

Αρχικά για Major Histocompatibility Complex. Είναι μια σειρά από επιφανειακά κυτταρικά μόρια που κωδικοποιούνται από μια οικογένεια γονιδίων που ελέγχουν το ανοσοποιητικό σύστημα στα σπονδυλωτά.

Normal
Πρόκειται για τα ανωτέρω Cell lines χωρίς όμως τις ηπατικές ασθένειες.

Stimuli:
Χρησιμοποιούνται οι εξής διεγέρτες: Il1b,Tgfa,Her,Ins,Hgf,Il6,Tnfa,Dme

Inhibitors:
Χρησιμοποιούνται οι εξής αναστολείς: Lapa, Gefi, Sora, Erlo, Vande, Suni, Dasa, Borte, Inj, Mekpd32, Pi103, Dmso

Proteins:
AKT, ERK12, GSK3, HISTH3, HSP27, IKB, IRB, IRS1, JNK, MEK1, P38MAPK, P70S6, P90RSK, SRC, STAT3, CKIT, CMETHGFR, ERBB2, IGFR, PDGF

Infographics:
Τα Infographics όπως προαναφέρθηκε ασχολούνται με την σχηματική απεικόνιση πληροφοριών με τρόπο ώστε ο αναγνώστης να μπορεί εύκολα να την διαχειριστεί.
Ακολουθεί ένα παράδειγμα Infographics για το ανθρώπινο γονιδίωμα:

Infographics.jpg

Μέχρι πρότινος τα δεδομένα από τέτοια πειράματα πλοτάρονταν με Data-Rail.
Comp.png

Ένα Data-Rail για την περίπτωση του πειράματος μας, και εφόσον ο χρόνος αποτελεί ψευδο-διάσταση, θα μπορούσε να είναι:

hep3b.png

huh7.png

hepg2.png

mhc.png

normal.png
Εναλλακτικά προτείνεται το πλοτάρισμα μέσω τριδιάστατων ραβδογραμμάτων:
Με τους αριθμούς 1-12 δίνονται με την σειρά που δώθηκαν οι αναστολείς.

hep3b2.png

huh72.png

hepg22.png

mhc2.png


normal2.png

Παρακάτω δίνονται σε συμπιεσμένο αρχείο οι κώδικες MATLAB που κατασκεύασαν τα ανωτέρω αρχεία.
Επίσης δίνονται σε παρουσίαση τα ανωτέρω
.