癌症基因组数据可视化研究分析平台开发及实现

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随着生命科学的迅猛发展和测序技术的进步,人们逐渐可以从基因的层面去分析癌症的致病机理。对测序产生的基因芯片数据的分析和可视化已成为生命科学领域最重要的课题之一,癌症基因组数据可视化技术在基因序列分析,遗传密码解读,复杂疾病研究等方面具有重要意义。本文分析了一些主流的癌症基因组浏览器的优缺点,对它们的可视化形式进行分析,并建立自己的可视化系统。我们的可视化系统采用B/S结果,将可视化工作分配给前端浏览器,并采用HTML5Canvas技术来进行前端可视化工作,服务器后台则主要存储数据脚本,实现了一定程度上的负载均衡。原始数据包括拷贝数、DNA甲基化、基因表达、基因突变等,它们主要来源于UCSC Cancer Browser初步处理过的TCGAlevel3数据。对于所有的原始数据,我们按照存储格式的不同将它们分为两类,并分别应用不同的预处理方法进行处理。对于copy number型数据的切分,由于不同的样本track采用不同的切分方案,我们采用一种基于动态规划的"改变点检测"方法来进行处理。基于预处理生成的脚本,在前端进行可视化工作。主要可视化视图包括cytoband、热图,临床信息热图,箱线图、比例图、生存曲线等。本系统实现了不同粒度下的不同展示形式,并实现了鼠标拖拽缩放、根据临床特征对热图的track进行重排等功能。
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