个人基因组数据可视化研究与实现

摘要

随着测序成本的下降,测序数据越来越多,以后每个人都会有自己的基因组数据,个人基因组时代即将到来。而这个时候限制基因组研究不在是数据的产生,而是数据的分析,基因组数据可视化工具有利于研究人员理解基因组数据,发现数据之间的关系。特别是对个人基因组数据的分析,可以为每一个人提供一些关于个人的信息。
　　现有的可视化系统分为web-based和local两种形式,由于基因组数据量特别大,存储在个人PC机上非常占用空间,这些数据一般都存在服务器端,而且网络带宽不断增大,所以本系统采用web-based结构,这也符合当前的“云时代”。
　　可视化工作是在前端完成的,把大量的计算分配给用户的电脑,减轻服务器端的负载,用canvas技术实现。本系统实现了人类基因组数据、序列比对结果数据、基因注释数据、变异数据和数值类型的数据在不同模式的可视化。并且这些模式可以根据查看的范围的自动进行转换,具有语义化的特点。
　　本系统对于个人基因组数据的可视化是以个人的变异数据为中心展开的,主要展示由变异引起的遗传信息表达的变化和与个人变异相关的疾病等表型数据。这样有利于研究人员发现一些新的疾病和针对相关疾病进行药物的研制,便于医生对疾病的医治。
　　本系统为用户提供了检索、平移、放缩、track管理和数据上传等丰富交互操作,并且通过采用一些图形学算法、“伪多线程”方法等提高系统的性能。

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第1章 绪 论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外在该方向上的研究现状及分析

1.3本文的主要研究内容

1.4本文的内容安排

第2章 基因组数据可视化理论分析

2.1基本概念

2.2数据格式

2.3坐标系统

2.4可视化技术的比较与选择

2.5可视化算法

2.6前端“多线程”技术的研究

2.7本章小结

第三章 可视化系统设计与实现

3.1系统设计

3.2系统实现

3.3本章小结

第四章 系统评测及改进

4.1系统特点

4.2系统兼容性测试

4.3系统性能评价及改进

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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