Arquitectura de telescopio:el administrador de trabajos recopila información del trabajo al conectarse al grupo de destino a través de su administrador de conexiones. La base de datos local de Telescope mantiene registros de esta información, que se representa mediante la interfaz de usuario en una página web (compatible con dispositivos móviles). Crédito:Brito et al.
Un equipo de investigadores de UCLA, la Universidad de São Paulo, la Universidad Federal de São Carlos y la Universidad del Sur de California han desarrollado recientemente una herramienta interactiva para la gestión de análisis bioinformáticos a gran escala en tiempo real y desde dispositivos portátiles. Esta nueva herramienta, llamado telescopio, fue presentado por primera vez en un artículo prepublicado en arXiv .
El equipo que desarrolló Telescope incluye becarios postdoctorales de UCLA Collaboratory, un laboratorio de investigación en el Instituto de Biociencias Cuantitativas y Computacionales de la universidad. Trabajar en UCLA Collaboratory permite a estos investigadores interactuar con otros estudiantes y miembros de la facultad en la universidad que tienen diferentes niveles de experiencia en biología computacional. Estas interacciones son las que finalmente inspiraron al equipo a desarrollar una herramienta fácil de usar para administrar análisis bioinformáticos a gran escala.
"La mayoría de los estudios biomédicos y de ciencias de la vida apuntan hoy a efectos tan sutiles y difíciles de detectar que grandes cantidades de datos y poder computacional se han convertido en el nuevo status quo, ", dijeron los investigadores a TechXplore por correo electrónico". A menudo, sin embargo, los investigadores describen la dependencia excesiva de las herramientas de línea de comandos como algo engorroso y poco intuitivo para quienes carecen de una formación informática formal ".
Se ha descubierto que las iniciativas y talleres de capacitación especializada son particularmente efectivos para alentar a los investigadores a comenzar a usar métodos poderosos para análisis bioinformáticos a gran escala. Sin embargo, la mayoría de las técnicas para acceder a estos métodos en instalaciones computacionales no están muy bien integradas con entornos de laboratorio húmedo, donde se llevan a cabo la mayoría de los experimentos biológicos. Teniendo esto en cuenta, los investigadores se propusieron desarrollar una herramienta que permitiera una mejor integración entre las herramientas bioinformáticas y la investigación de laboratorio húmedo.
"Se propuso el telescopio para fomentar la integración y una colaboración más estrecha entre la investigación de laboratorio húmedo y la bioinformática, Reducir la curva de aprendizaje tradicionalmente requerida para ejecutar análisis bioinformáticos complejos en instalaciones computacionales. ", dijo el equipo a TechXplore." El desafío, sin embargo, estaba garantizando que la solución final efectivamente abordaría las brechas y sería intuitiva para la mayoría de los investigadores ".
Para presentar su solución tanto a investigadores expertos en tecnología como a aquellos con habilidades computacionales limitadas, los investigadores decidieron presentar Telescope durante el evento II Hackathon a principios de 2018. Hackathon reúne a investigadores con habilidades de codificación y TI, ofreciéndoles la oportunidad de aprender habilidades de TI como grupo, por ejemplo, explorar cómo crear scripts y aplicar herramientas bioinformáticas a conjuntos de datos.
"Nuestra idea atrajo tanto a novatos que querían ensuciarse las manos trabajando directamente con datos lo más rápido posible como a expertos en tecnología que solo querían una forma más fácil de comprobar su trabajo desde sus teléfonos, ", explicaron los investigadores." El telescopio fue diseñado desde y para la comunidad ".
La mayoría de los investigadores que llevan a cabo experimentos en entornos de laboratorio húmedo deben cumplir con importantes demandas de tiempo. El telescopio está diseñado para ayudarlos a administrar mejor su carga de trabajo, supervisar y ajustar los análisis bioinformáticos en tiempo real.
Interfaz de usuario del telescopio:la primera pantalla muestra el estado de los trabajos en el clúster. La siguiente pantalla muestra información detallada sobre el primer trabajo de la lista:directorio de origen, nombre y contenido del archivo de script, y últimas líneas del resultado de la tarea actual. Crédito:Brito et al.
Esencialmente, Telescope refuerza la relación entre los experimentos de laboratorio húmedo y las herramientas para analizar grandes cantidades de datos biológicos. Para ello, proporciona una plataforma segura y fácil de usar en la que los usuarios pueden iniciar su investigación y gestionar tareas relevantes para los trabajos de bioinformática que se ejecutan en clústeres de alto rendimiento.
"Telescope aprovecha los marcos web comunes como Bootstrap de Twitter para brindar una experiencia de usuario atractiva y admitir una interfaz extensible, ", dijeron los investigadores." Con la intención de apoyar tanto a los usuarios nuevos como a los experimentados, El núcleo de Telescope administra y almacena las claves de acceso de los usuarios utilizando los estándares de la industria ".
Las claves de acceso almacenadas por Telescope se utilizan para conectar clústeres computacionales de alto rendimiento a través de un shell seguro para recibir las últimas actualizaciones del estado del trabajo y emitir nuevos comandos cuando sea necesario (por ejemplo, eliminar tareas antiguas, etc.). Telescope permite a los científicos de laboratorio húmedo rastrear el estado de su trabajo y acceder fácilmente a los resultados preliminares de sus análisis bioinformáticos directamente en sus teléfonos móviles. Esto significa que también pueden identificar problemas potenciales con sus análisis desde el principio y cancelarlos sin tener que usar una computadora.
"En comparación con el enfoque habitual de utilizar líneas de comando en terminales Linux, Telescope es una herramienta más intuitiva e interactiva, "explicaron los investigadores." Por ejemplo, compartir los resultados del análisis es tan fácil como compartir un enlace, como lo haría en Twitter o Facebook. Sin embargo, creemos que nuestro logro más significativo fue el compromiso con la comunidad de ciencias de la vida tradicionalmente no computacionales al comienzo del desarrollo ".
Esta nueva herramienta para gestionar los análisis bioinformáticos tuvo en cuenta las necesidades de los investigadores en biología. De hecho, El equipo aprovechó el evento Hackathon para recopilar información y comentarios de expertos en biología con diversos grados de competencia y experiencia en TI utilizando herramientas de análisis computacional.
"Recopilamos información de usuarios informáticos novatos, ya que queríamos crear una herramienta que aborde los puntos más desafiantes del uso de líneas de comando poco intuitivas, ", dijeron los investigadores." Luego desarrollamos una interfaz web simple y mínima que se puede ejecutar en varios dispositivos, incluidos los teléfonos móviles, con configuración cero. El desafío consistía en intercambiar la simplicidad con la seguridad, y logramos un buen equilibrio empleando protocolos estándar de la industria, como almacenar claves usando PBDKS ".
La herramienta desarrollada por este grupo de investigadores, que ahora está disponible en GitHub, puede ayudar a los expertos en biología en su trabajo, ayudándoles a gestionar sus análisis bioinformáticos de una forma más sencilla e intuitiva. Además de permitir a los investigadores biomédicos acceder a la potencia de grandes instalaciones computacionales desde sus dispositivos portátiles, Telescope is a customizable and extensible software. This means that users can add new features to it or can help to develop it further.
"Our project will now be maintained by the Mangul Lab at USC as open-source software, " the researchers said. "We are also planning to integrate Telescope into most of our lab's analyses pipelines in order to evaluate user experience further. Como siguiente paso, these tests will be expanded to a poll of beta testers from a broader community. Our overarching goal is to roll out Telescope for the users of USC's high-performance cluster in the future. Throughout this process, the Mangul lab will thrive to engage with the community to drive adoption and ensure that Telescope remains relevant."
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