8 Baza modeli infekcji wirusowych VirDB
8.4 Dalsze pomysły i możliwości rozwoju bazy modeli infekcji wirusowych
Baza wyników w założeniu ma agregować duże ilości danych eksperymentalnych, które zbierane są przez naukowców na całym świecie. W efekcie otwierają się możliwości wydobywania w oparciu o zbierane informacje wiedzy. Podstawowym rozwiązaniem technicznym, które można wykorzystać w przyszłości jest hurtownia danych. Budowanie struktur, które opierają się o technologie związane z hurtowniami danych może pozwolić na pełniejsze poznanie zależności obecnych w przechowywanych danych.
Istniej również szereg nowych technologii, które mogą zostać wykorzystane w rozwoju bazy mo-deli infekcji wirusowych. Pierwszą z nich jest technologia oparta na analizie tekstów i dokumentów.
Pozwalać może na przykład zbierać informacje z materiałów naukowych, które są dostępne poprzez popularne silniki wyszukiwania. Pozwalać to może na przyspieszenie rozwoju bazy modeli infekcji
wi-Kolejną z technologii, których potencjał mógłby zostać wykorzystany jest uczenie maszynowe.
Możliwe byłoby dzięki niemu analizowanie charakterystyk przesyłanych informacji, aby móc na tej pod-stawie samodzielnie zidentyfikować prawidłowości w modelach, aby docelowo móc poprawiać lub uzupełniać przesyłane modele.
Niezależnie od tego, jak będzie wyglądał rozwój technologiczny następnych lat, możliwe jest rozwijanie bazy modeli infekcji wirusowych i kontynuowanie prac, które mają na celu maksymalizować zyski naukowe, które są możliwe dzięki potencjałowi omawianego rozwiązania. Istnieje możliwość, że wykorzystane będą mogły być technologie omówione w tym podrozdziale. Istnieje również szansa na pojawienie się nowych technologii, które będą mogły wykorzystać bazę modeli infekcji wirusowych.
Istotne jest jednak, że niewątpliwie ważne z punktu widzenia obecnej nauki jest agregowanie informa-cji, w związku z czym rozwiązanie bazy modeli infekcji wirusowych daje nadzieję na pełniejsze wyko-rzystanie prac badawczych na całym świecie.
9 Podsumowanie
Głównym celem, który przyświecał pracom naukowym opisanym w niniejszej rozprawie było wsparcie rozwoju technik, których celem jest zwalczanie infekcji wirusowych. Wirusologia jest obsza-rem zastosowań, który jest bardzo istotny z punktu widzenia motywacji do dalszych prac badawczych.
Jedna z dróg zwalczania wirusów opiera się na analizie ich właściwości. Analizie takiej służy modelowa-nie, które pozwala na odwzorowanie rzeczywistych zjawisk, aby móc je ocenić w różnych konfigura-cjach. Prowadzone prace badawcze, które opisane zostały w niniejszej rozprawie służyły usprawnieniu procesu modelowania zjawisk biologicznych z wykorzystaniem technik informatycznych i mogą być wykorzystane nie tylko w wirusologii, ale również w wielu innych obszarach bioinformatyki.
Prace informatyczne w pierwszej kolejności wymagały dokładnej analizy dostępnych rozwią-zań. Rozdział szósty przedstawia wyniki tej analizy. Do konkluzji, które były jej efektem należało zapro-jektowanie nowej klasyfikacji dostępnych rozwiązań, która dzieliła dostępne formy modelowania na trzy klasy. W ramach wniosków, które również płynęły z przeprowadzonej analizy wynikało, że brakuje obecnie skutecznego rozwiązania, które pozwala na sprawną wymianę wiedzy naukowej w ramach zespołów interdyscyplinarnych, składających się z matematyków i reprezentantów dziedzin zastoso-wań. W związku z tym powstał projekt nowego kontrolowanego języka naturalnego – ModeLang.
Rozdział siódmy przedstawia opis projektu jak i implementacji nowego kontrolowanego języka naturalnego – ModeLang. W pierwszej kolejności scharakteryzowane są tam założenia, którymi kiero-wał się autor podczas prac nad projektem języka. Następnie przedstawiona jest definicja formalna i gramatyka języka. W dalszej części opisane są szczegóły związane z implementacją, w tym opis działa-nia zaprojektowanych analizatorów języka. Ostatnim przedstawionym elementem rozdziału jest reali-zacja technologiczna języka.
Po zaprojektowaniu języka istotne ze względu na jego charakter było zweryfikowanie jego po-prawności naukowej. W tym celu zaplanowane i przeprowadzone zostały eksperymenty, których celem było potwierdzenie poprawności budowanych modeli jak i zweryfikowanie użyteczności języka. Istotne również było sprawdzenie, czy język realizuje swoje założenia. Rozdział ósmy przedstawia opis zarówno planu jak i przebiegu eksperymentów weryfikujących poprawność języka ModeLang. W ramach planu eksperymentu zostały zebrane modele w postaci układów równań różniczkowych, które miały służyć jako podstawa prac eksperymentalnych. Wybór modeli charakteryzował się różnorodnością zarówno w zakresie tematyki zastosowań jak i złożoności modelu. Ostatnia część rozdziału opisuje przebieg i konkluzje, które wypłynęły z przeprowadzonych eksperymentów.
Kolejny rozdział opisuje prace zmierzające do przedstawienia praktycznego zastosowania po-wstałego rozwiązania. W tym celu został wybrany temat, który cieszy się bardzo dużą popularnością w ostatnich latach, czyli CRISPR/Cas9. Jednym z celów takich działań było podjęcie próby popularyzacji nowego języka i możliwości, które z niego płyną. Drugim było wykorzystanie zrealizowanych już na tamtym etapie badań, aby móc wnieść dzięki nim nową wartość związaną z tym istotnym obszarem nauki. Praktycznym celem, który przyświecał przeprowadzonym badaniom było również sprawdzenie w praktyce rozwiązania, które do tej pory było stosowane jedynie eksperymentalnie. W pierwszym kroku prac związanych z modelowaniem CRISPR/Cas9 było zbudowanie infrastruktury, która pozwoli
na integrację narzędzi związanych z analizą języka ModeLang z oprogramowaniem symulacyjnym. Ko-lejny etap prac obejmował zbudowanie poprawnego modelu w języku ModeLang. Ostatnim elemen-tem przeprowadzonych prac badawczych było przeprowadzenie symulacji obliczeniowych, które miały na celu zweryfikować poprawność powstałego modelu.
Ostatni rozdział przedstawia projekt i realizację bazy modeli infekcji wirusowych. Jest to roz-wiązanie, które powstało w celu umożliwienia łatwego współdzielenia i wymiany informacji dotyczą-cych modeli i wirusów zbieranych w ramach prac badawczych. Celem zbudowania takiego rozwiązania było między innymi umożliwienie zebrania wyników przeprowadzonych badań w ramach prac nad ję-zykiem ModeLang i udostępnienia ich w ramach społeczności naukowej w celu zwiększenia płynących z tytułu zrealizowanych badań korzyści. Dzięki przeprowadzonym badaniom została również opraco-wana nowa metodologia oceny modeli infekcji wirusowych.
W ramach prac badawczych udało się zrealizować wszystkie cele, które zostały założone. Zo-stały zapoczątkowane lub rozwinięte różne kierunki powiązane tematycznie z głównym problemem badawczym przedstawionym w rozprawie. Każdy z opisanych wątków może być skutecznie rozwijany w dalszych pracach badawczych. Istotnymi nowym kierunkami prac są rozwiązania związane z językiem ModeLang i bazą modeli infekcji wirusowych. Z punktu widzenia znanych kierunków badawczych ist-nieje spora przestrzeń do rozwoju w tematach zastosowań, szczególnie jeżeli chodzi o kwestie wiruso-logii, głównie w obszarze zwalczania wirusów HIV i HCV. Istotnym tematem badawczym, który również może nadal być rozwijany jest mechanizm CRISPR/Cas9.
Zarówno prace badawcze przedstawione w niniejszej rozprawie jak i różne równoległe bada-nia, które są prowadzone na całym świecie mają na celu zwiększenie znajomości mechanizmów, które związane są z opisanymi zjawiskami biologicznymi. Każda z prowadzonych prac daje nadzieje na dłu-gofalowy sukces badawczy w obszarze wirusologii jak i poznania mechanizmów takich jak CRISPR/Cas9.
Cel ten może zostać osiągnięty z wykorzystaniem między innymi jednego z kierunków badawczych, które były tematem opisanej pracy naukowej. Tematyka zastosowań, która była motywacją do prze-prowadzenia prac opisanych w niniejszej rozprawie jest bardzo istotną z punktu widzenia potencjal-nych korzyści, które mogą wpłynąć na życie milionów ludzi na całym świecie.