Informatie

16.14: Inleiding tot integratie van systemen - biologie


Bespreek hoe verschillende lichaamssystemen met elkaar omgaan

Zoals we hebben geleerd, zijn onze lichamen gecompliceerde systemen die bestaan ​​uit cellen, weefsels, organen en orgaansystemen. In deze sectie leren we hoe systemen samenwerken, en leren we over enkele essentiële levensfuncties die werk van meerdere lichaamssystemen vereisen.

Wat je leert om te doen

  • Bespreek hoe verschillende lichaamssystemen met elkaar omgaan
  • Leg uit hoe verschillende orgaansystemen zich tot elkaar verhouden om homeostase te behouden
  • Leg uit hoe verschillende orgaansystemen samenwerken om het gehalte aan opgeloste stoffen in het bloed op peil te houden

Leeractiviteiten

De leeractiviteiten voor deze sectie omvatten het volgende:

  • Hoe lichamen werken
  • Homeostase behouden
  • Bloedcalcium- en glucosespiegels
  • Zelfcontrole: integratie van systemen

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Departamento de Genetica Molecular y Microbiología, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chili

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Departamento de Genetica Molecular y Microbiología, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chili

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Departamento de Genetica Molecular y Microbiología, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chili

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Departamento de Genetica Molecular y Microbiología, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chili

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Departamento de Genetica Molecular y Microbiología, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chili


Integratie van omics-benaderingen en systeembiologie voor klinische toepassingen

Dit boek presenteert verschillende high-throughput omics-platforms die worden gebruikt om weefsel, plasma en urine te analyseren. De lezer maakt kennis met geavanceerde analytische benaderingen (monstervoorbereiding en instrumentatie) met betrekking tot proteomics, peptidomics, transcriptomics en metabolomics. Daarnaast belicht het boek innovatieve benaderingen met behulp van bio-informatica, urine-miRNA's en MALDI-weefselbeeldvorming in de context van klinische toepassingen. Bijzondere nadruk wordt gelegd op de integratie van gegevens die zijn gegenereerd door deze verschillende platforms om het moleculaire landschap van ziekten bloot te leggen. De relevantie van elke benadering voor de klinische setting wordt uitgelegd en toekomstige toepassingen voor patiëntbewaking of behandeling worden besproken.

Integratie van omics-benaderingen en systeembiologie voor klinische toepassingen geeft een overzicht van state of the art omics technieken. Deze methoden worden gebruikt om het uitgebreide moleculaire profiel van biologische monsters te verkrijgen. Daarnaast worden computationele tools gebruikt voor het organiseren en integreren van deze multi-source data om moleculaire modellen te ontwikkelen die de pathofysiologie van ziekten weerspiegelen. Onderzoek naar chronische nierziekte (CKD) en blaaskanker worden gebruikt als testgevallen. Deze vertegenwoordigen multifactoriële, zeer heterogene ziekten en behoren tot de belangrijkste gezondheidsproblemen in ontwikkelde landen met een snel vergrijzende bevolking. Het boek presenteert nieuwe inzichten over CKD en blaaskanker verkregen door omics data-integratie als een voorbeeld van de toepassing van systeembiologie in de klinische setting.

  • Beschrijft een reeks ultramoderne analytische platforms voor omics
  • Behandelt alle aspecten van de systeembiologische benadering—van monstervoorbereiding tot gegevensintegratie en bio-informatica-analyse
  • Bevat specifieke voorbeelden van omics-methoden die worden toegepast bij het onderzoek naar ziekten bij de mens (chronische nierziekte, blaaskanker)

Integratie van omics-benaderingen en systeembiologie voor klinische toepassingen zal een breed spectrum aan wetenschappers aanspreken, waaronder biologen, biotechnologen, biochemici, biofysici en bio-informatici die op de verschillende moleculaire platforms werken. Het is ook een uitstekende tekst voor studenten die geïnteresseerd zijn in deze vakgebieden.

Auteur Bios

ANTONIA VLAHOOU is mededirecteur van de Proteomics Research Unit van de Biomedical Research Foundation, Academie van Athene.

FULVIO MAGNI is hoogleraar aan de Faculteit Geneeskunde en Chirurgie, Universiteit Milano-Bicocca.

HARALD MISCHAK is professor voor Proteomics and Systems Medicine aan de Universiteit van Glasgow en is de directeur van Mosaiques diagnostics.

JEROME ZOIDAKIS is onderzoekswetenschapper bij de Proteomics Research Unit van de Biomedical Research Foundation, Academie van Athene.


Dr. Erich Baker

Dr. Baker blijft de richting van onderzoek in bio-informatica sturen. Zijn vroege achtergrond in bankwetenschap op het gebied van immunologie, en een transformatieve postdoctorale positie in vroege genoomintegratie, met specifieke nadruk op berekening, gegevensintegratie en harmonisatie, geven Dr. Baker een brede achtergrond in systeembiologie, gegevensbeheer en bio-informatica. Zijn focus als PI-, co-PI- of co-onderzoeker op verschillende grote, gedistribueerde informatica- en dataminingprojecten is cruciaal geweest bij het vaststellen van best practices in multi-domein data-integratie en gedistribueerde samenwerkingen en bij het onderzoeken van nieuwe algoritmebenaderingen bij het verkennen van een diversiteit aan omic datasets. Toepassingen die voortkomen uit deze ervaringen omvatten goed gedocumenteerde LIMS- en gegevensintegratiesystemen die proberen de gegevens en analytische hulpmiddelen van de biologie dichter bij domeinexperts te brengen.

Recente lessen

Selecteer Tijdschriftpublicaties

  • Reynolds, Timothy, Johnson, Emma C., Huggett, Spencer B., Bubier, Jason A., Palmer, Rohan HC, Agrawal, Arpana, Baker, Erich J., Chesler, Elissa J. Interpretatie van psychiatrische genoombrede associatiestudies met multispecies heterogene functionele genomische data-integratie. Neuropsychofarmacologie (2020) 0: 1-12 https://doi.org/10.1038/s41386-020-00795-5.
  • Hill, DP, Harper, A., Malcolm, J., McAndrews, MS, Mockus, SM, Patterson, SE, Reynolds, T., Baker, EJ, Bult, CJ, Chesler, EJ, & Blake, JA (2019) . Cisplatine-resistente triple-negatieve subtypes van borstkanker: meerdere resistentiemechanismen. BMC Cancer, 19(1), 1039. https://doi.org/10.1186/s12885-019-6278-9.
  • Jason Bubier, David Hill, Gaurab Mukherjee, Timothy Reynolds, Erich J. Baker, Alexander Berger, Jake Emerson, Judith A Blake, Elissa J. Chesler. Curating Gene Sets: uitdagingen en kansen voor integratieve analyse. Gegevensbestand. Jaargang 2019. 2019, baz036, https://doi.org/10.1093/database/baz036.
  • Bubier, Jason, Sutphin, George, Reynolds, Timothy, Korstanje, Ron, Fuksman-Kumpa, Axis, Baker, Erich, Langston, Michael en Chesler, Elissa. Integratie van heterogene functionele genomics-gegevens in gerontologisch onderzoek identificeert genen en route die ten grondslag liggen aan veroudering tussen soorten. PLoS ONE 14(4): e0214523. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214523.
  • Moore, Sharon, Baker, Erich, Grant, Kathy, Gonzales, Steven, Zollinger, Elizabeth en Radunskaya, Ami. Tijd voor een drankje? Een wiskundig model van alcoholconsumptie van niet-menselijke primaten. Grenzen in Toegepaste Wiskunde en Statistiek. 2019 februari 22. Vol. 5. https://doi.org/10.3389/fams.2019.00006.
  • Dozier BL, Stull CA, Baker EJ, Ford MM, Jensen JP, Finn DA en Grant KA. Chronisch ethanolgebruik neemt toe tijdens de luteale menstruatiecyclus bij resusapen: implicatie van progesteron en verwante neurosteroïden. Psychofarmacologie (Berl). 2019 15 januari. pp 1-12. doi: 10.1007/s00213-019-5168-9.
  • Phillips, Charles, Wang, Kai, Baker, Erich, Bubier, Jason, Chesler, Elissa en Langston, Michael. Over het vinden en opsommen van maximale en maximale k-partite klieken in k-partite grafieken. Algoritmen. 2019, 12(1), 23. https://doi.org/10.3390/a12010023.

Selecteer Conferentieprocedures en Posters

  • Reynolds, T., Bubier, J.A., Agrawal, A., Baker, E.J., & Chesler, E.J. Integratieve cross-species-analyse onthult convergente genomische regulerende kenmerken die verband houden met complexe ziekten. NIDA Genetica en Epigenetica Cross-cutting Research Team Meeting, Rockville, MD. januari, 2019.
  • Reynolds, T., Emerson, J., Berger, A., Bubier, J., Baker, E.J., & Chesler, E.J., GeneWeaver.org: een RESTful-service voor multi-species data-integratie in functionele genomica. Intelligente systemen voor moleculaire biologie, Basel, Zwitserland. Augustus, 2019.
  • Moore, A. Radunskaya, E. Zollinger, N. Walter, K. Grant, E. Baker. Een wiskundig model van bloed-ethanolconcentraties bij resusapen. 42e jaarlijkse wetenschappelijke bijeenkomst van RSA, Minneapolis, MN. ACER 2019.43. kwestie-s1. doi.org/10.1111/acer.14056.
  • Pablo Rivas, Sharon Moore, Urszula Iwaniec, Russell Turner, Kathy Grant en Erich Baker. Optimalisatie van ondersteuningsvectormachineanalyse in biologische datasets met lage dichtheid. IEEE, 2018 Internationale Conferentie over Computational Science and Computational Intelligence (CSCI). Voorafdruk: https://www.rivas.ai/pdfs/rivas2018optimizing.pdf DOI 10.1109/CSCI.2018.00262.
  • J. Chesler, T. Reynolds, J.A. Bubier, CA Phillips, MA Langston, E.J. Bakker. Het vinden van convergente gedragskenmerken van alcoholgebruiksstoornis door middel van functionele genomische vergelijking tussen soorten. 41e jaarlijkse wetenschappelijke bijeenkomst van RSA, San Diego, CA. ACER 2018.65. kwestie-s1.
  • EJ Baker, SE Moore, Waltern N, Gonzalas S, Grant K. Kenmerkende ethanolconsumptiepatronen in het Monkey Schedule-Induced Polydipsia Model. 41e jaarlijkse wetenschappelijke bijeenkomst van RSA, San Diego, CA. ACER 2018. 330.issue-s1.
  • Moore SE, Radunskaya A., Zollinger E., Walter N., Grant K. en Baker, E. Simulatie van niet-menselijke primaat-alcoholconsumptie. 41e jaarlijkse wetenschappelijke bijeenkomst van RSA, San Diego, CA. ACER 2018. 755.issue-s1.

SM Ashiqul Islam, Christopher Michel Kearney, Ankan Choudhury en Erich J. Baker. 2017. Eiwitclassificatie met behulp van gemodificeerde N-Gram- en Skip-Gram-modellen: uitgebreide samenvatting. In Proceedings of the 8th ACM International Conference on Bioinformatics, Computational Biology, and Health Informatics (ACM-BCB '17). ACM, New York, NY, VS, 586-586. DOI: https://doi.org/10.1145/3107411.3108193

Contact informatie:

Academische specialisatie:

Het onderzoek van Dr. Baker richt zich op bio-informatica, genomica, computationele systeembiologie, op kennis gebaseerde ontdekking, systeemmodellering en integratieve data-analyse.


Systeembiologie, systeemgeneeskunde, systeemfarmacologie: het wat en waarom

Systeembiologie is tegenwoordig zo'n wijdverbreide discipline dat het moeilijk wordt om een ​​duidelijke definitie voor te stellen van wat het werkelijk is. Voor sommigen blijft het beperkt tot het genomische veld. Voor velen duidt het op de geïntegreerde benadering of het corpus van rekenmethoden die worden gebruikt om de enorme hoeveelheid biologische of medische gegevens te verwerken en de complexiteit van de levenden te onderzoeken. Hoewel het definiëren van systeembiologie misschien moeilijk is, is het doel ervan duidelijk: systeembiologie, met zijn opkomende subgebieden systeemgeneeskunde en systeemfarmacologie, is duidelijk gericht op het begrijpen van complexe observaties/experimentele en klinische datasets om ons begrip van ziekten en hun behandelingen zonder de context waarin ze verschijnen en zich ontwikkelen terzijde te schuiven. In dit korte overzicht willen we ons specifiek concentreren op deze nieuwe deelgebieden met de nieuwe theoretische hulpmiddelen en benaderingen die zijn ontwikkeld in de context van kanker. Systeemfarmacologie en geneeskunde geven hoop op grote verbeteringen in kankertherapie, waardoor gepersonaliseerde geneeskunde dichter bij de realiteit komt. Zoals we zullen zien, is de huidige uitdaging om de klinische praktijk te kunnen verbeteren volgens de paradigmaverschuiving van systeemwetenschappen.

Dit is een voorbeeld van abonnementsinhoud, toegang via uw instelling.


Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Departamento de Genetica Molecular y Microbiología, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chili

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Departamento de Genetica Molecular y Microbiología, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chili

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Departamento de Genetica Molecular y Microbiología, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chili

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Departamento de Genetica Molecular y Microbiología, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chili

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Afdeling Biologie en Centrum voor Genomica en Systeembiologie, New York University, New York, NY, VS

Departamento de Genetica Molecular y Microbiología, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chili


BPEL. De taal voor de uitvoering van bedrijfsprocessen is een specificatie die is ontworpen om de orkestratie van webservices op hoog niveau te ondersteunen. Het hart van de BPEL-specificatie is de scripttaal die definieert hoe services en gegevens die door hen worden geproduceerd, aan elkaar worden gekoppeld. Deze specificatie is rijk genoeg om de meeste workflows mogelijk te maken en definieert zowel hoe aanroepen van methoden en gegevens worden gekoppeld als hoe webservices moeten worden gecoördineerd (bijv. gelijktijdigheid, keuzes, opeenvolgende bewerkingen). De specificatie definieert ook uitbreidingen van de WSDL die kunnen worden gebruikt om koppelingen tussen services te specificeren (die dynamisch kunnen worden ontdekt via UDDI-query's). Er zijn een aantal implementaties beschikbaar, waaronder die welke draaien onder JBOSS [22] en ODE van Apache [23]. Informatie over de specificatie is te vinden op OASIS.

CORBA. De Common Object Request Broker Architecture ondersteunt interoperabiliteit tussen gedistribueerde processen (applicaties). Centraal in de architectuur staat een ORB (object request broker) die zowel gegevens verzamelt als de compartimentering controleert (om aanroepen op specifieke threads enz. mogelijk te maken) tussen de verschillende processen. De specificatie is gedefinieerd door de OMG en ORBS is beschikbaar voor de meeste platforms.

DAS. Het Distributed Annotation System [24] definieert een protocol voor het ophalen van annotaties uit genomen. Verzoeken worden verzonden met behulp van http-codering die een XML-document retourneert. Er zijn een aantal clients en servers beschikbaar en het wordt gebruikt in een aantal grootschalige genoomprojecten (bijv. Ensembl).

DBMS. Een databasebeheersysteem is de omgeving waarin database-instances bestaan. Een DBMS biedt een uniform raamwerk dat kan worden gebruikt om de fysieke (tabelruimten), conceptuele (logische schema's) en externe (weergaven) van databases te besturen.

DCOM. Biedt een middel om gedistribueerde oproepen te doen tussen COM-objecten (Component Object Model). Het compartimenteren en rangschikken van threads (met behulp van XML-uitwisseling op laag niveau) wordt automatisch afgehandeld. Voor applicatieontwikkelaars is dit grotendeels achterhaald door .NET Remoting.

EJB. Een Enterprise Java Bean (EJB) is een server-side component die zich in een EJB-container bevindt. Er zijn verschillende soorten EJB's, en elk heeft een ander doel: een entiteit boon die dient als een gegevenscache van een onderliggend gegevensarchief, dit wordt gebruikt voor transformatie- en gegevensintegratielogica a sessieboon die doorgaans wordt gebruikt om toepassingslogica vast te houden die communiceert met informatie die is opgeslagen in entiteitsbonen a staatloze sessieboon die doorgaans eenvoudige staatloze logica vertegenwoordigen en over het algemeen fungeren als eindpunten voor services op hoog niveau en een bericht boon die wordt gebruikt om berichten tussen de andere bonen door te geven. De EJB 3.0-standaard (2006) betekende een grote verandering omdat de complexiteit van het ontwikkelen van EJB's voor de meeste projecten remmend was, dus werd een vereenvoudigd proces voor het bouwen van EJB's geschetst (door het gebruik van onthechting, afhankelijkheidsinjectie en aspecten). Volledige details zijn verkrijgbaar bij Sun [25].

EJB-container. De EJB-container regelt de levenscyclus van de bean, vergemakkelijkt de toegang tot kernservices en beheert servergebaseerde bronnen. De services die beschikbaar zijn via een EJB-container bieden: beveiligingsbeheer, inclusief methodeniveau en ACL-transactiebeheer inclusief 2-fasen/gedistribueerde commits levenscyclusbeheer, inclusief pooling van bean-instanties en het wisselen van bonen in/uit (persistent) geheugen voor resourcebeheer naamgeving/directorybeheer, meestal via JNDI-persistentiebeheer met behulp van ORM-tools zoals hibernate remote access management, zodat de bean toegankelijk is via RMI-IIOP/CORBA en webservices en een aantal hulpprogrammaservices (bijv. mailing, clustering, caching, toezicht houden). Een veelgebruikte en gratis container is JBOSS [26].

I3C. De I3C was een kortstondige, commercieel geleide organisatie die was opgericht om aspecten van life science-informatica te standaardiseren. De organisatie werd geleid door Oracle, Sun en IBM. De I3C promootte wel het gebruik van LSID's, die zijn overgenomen door de OMG.

IDL. De Interface Definition Language formaliseert de externe interfaces die toegankelijk zijn via CORBA. IDL is sterk geëvolueerd, met de komst van pass-by-value en componenten (facetten). Een WSDL dient hetzelfde type doel voor webservices.

JCR. De Java Content Repository is een specifieke Java Standard (JSR-170) voor het definiëren van de interface naar een contentrepository. Een contentrepository is een flexibel systeem dat doorgaans is aangepast voor een specifiek gebruik. Wanneer het is aangepast, wordt het een Content Management Systeem (CMS) genoemd. Er zijn een aantal implementaties beschikbaar, waaronder Jackrabbit waarvoor een licentie is verleend via Apache [27].

LSID. De Life Science Identifier-standaard [28] geeft een concrete definitie en implementatie van een URN. De LSID-specificatie schetst hoe de URN wordt omgezet naar twee locaties (de data en de metadata) door het gebruik van "een autoriteit". Op deze manier fungeert de instantie als register. De documenten die worden opgehaald, worden geretourneerd als objecten en een bijbehorend RDF-gegevensbestand dat de metadata codeert. De standaard omvat ook veel aspecten van het gebruik van URNS en bevat specificaties voor bijbehorende services (bijvoorbeeld toewijzing). Details over de specificatie en implementaties zijn beschikbaar [29].

LSR. De Life Science Research group van de OMG [4] definieert standaard in het "verticale" life science domein. De instantie heeft een aantal normen gedefinieerd en aangenomen. Deze normen bestrijken een groot aantal gebieden (waaronder "volgorde" en "literatuur").

MDA. Een modelgestuurde architectuur is er een waarbij het model dat aan het systeem ten grondslag ligt op een taalonafhankelijke manier wordt gedefinieerd en de bijbehorende services/klassen automatisch uit dat model worden geduwd. Meestal wordt het model gedefinieerd in UML en wordt XMI gebruikt om automatisch stubs/skeletten te genereren die kunnen worden gebruikt om implementaties van het model te bieden.

MIDDEN. De Microsoft Interface Definition Language heeft een soortgelijk doel als IDL, maar is over het algemeen gebaseerd op het specificeren van de externe procedure-aanroepinterface die tussen COM-componenten wordt gebruikt.

.NET-afstandsbediening. Het .NET-framework biedt een mechanisme voor het maken van externe oproepen, genaamd Remoting. Remoting bevat veel handige functies voor de ontwikkeling van gedistribueerde systemen, waaronder: levenscyclusbeheer, zodat gedistribueerd gedrag/GC en leasing kunnen worden gecontroleerd protocolondersteuning voor op binaire sockets gebaseerde communicatie en andere stromen en specificatie van het gedrag van een externe service/ object (bijv. eenling).

ODBC/OLEDB. De Open Database Base Connectivity is een definitie van de interface die door een DBMS wordt gepresenteerd. De ODBC-specificatie is goed ingeburgerd en slaat een brug met andere technologieën (waaronder JDBC). De OLEDB is een uitbreiding op het ODBC-aanbod met rijkere functionaliteit.

OMG. De Object Management Group [30] is een open non-profit normalisatie-instelling. De OMG heeft een aantal horizontale (bijv. Trader service, Naming service, Event Service) en verticale (zie LSR [4]) standaarden opgesteld voor gebruik met CORBA.

UIL. De Web Ontology Language is een RDF-beschrijving van een onderliggende databron. De ontologie beschrijft de data-items die door een webservice worden geproduceerd, evenals de relaties daartussen. Details zijn verkrijgbaar bij de W3C [31].

RDF. Het Resource Description Framework is een W3C-standaard (WWW-consortium) voor het beschrijven van bronnen die op het web beschikbaar zijn. RDF vormt de basis van geformaliseerde beschrijvingen van diensten (bijv. OWL) en kan worden gebruikt in combinatie met uitbreidbare metadatabeschrijvingen (bijv. Dublin core [32]). RDF bestaat uit een reeks verbonden triples, zodat complexe representaties als een grafiek kunnen worden geconstrueerd. Details zijn verkrijgbaar bij de W3C [33].

REST. Representational State Transfer (REST) ​​[34] kan worden beschouwd als een alternatief voor SOAP, hoewel het aanzienlijk eenvoudiger te implementeren is. REST gebruikt reeds bestaande technologieën als basis voor het protocol (bijvoorbeeld "het web is het platform"). Er bestaat enige verwarring over wat een Restful-service vertegenwoordigt, in plaats van alleen een HTTP-gecodeerd verzoek voor een XML-document. True REST is gebaseerd op de op werkwoorden/zelfstandig naamwoord/type gebaseerde aanroepen, waarbij u een bewerking (werkwoord bijv. POST, GET, PUT en DELETE) toepast op een URI (zelfstandig naamwoord) met een bepaalde weergave (type).

KMI. Remote Method Innovation is een Java-naar-Java-oplossing voor communicatie tussen gedistribueerde Java-threads/-applicaties. RMI maakt gebruik van een aantal abstractielagen (remote reference layer/RRL en transport layer), dit heeft een aantal voordelen waaronder het feit dat verschillende onderliggende protocollen gebruikt kunnen worden om de communicatie daadwerkelijk te verzorgen (bijvoorbeeld IIOP). Marshalling gebeurt via serialisatie, leasing is beschikbaar en gedistribueerde GC wordt ondersteund. RMI is een handig, maar niet interoperabel protocol.

SOA. Een Service Oriented Architecture is een architectuur die bestaat uit losjes gekoppelde gefedereerde services. Er is doorgaans weinig koppeling tussen deze services en ze worden over het algemeen dynamisch ontdekt met behulp van een registersysteem of iets dergelijks. SOA's zijn binnen veel ondernemingen in populariteit gegroeid, omdat ze een praktisch mechanisme bieden voor ongelijksoortige groepen om informatie/processen te delen.

ZEEP. SOAP is een protocol voor het aanvragen van externe services om gestructureerde gegevens te retourneren. Het is ontworpen om elk protocol op hoog niveau te gebruiken dat het verzenden van informatie ondersteunt, en wordt voornamelijk gebruikt met HTTP. Net als CORBA is interoperabiliteit de grote aantrekkingskracht van SOAP, en (in tegenstelling tot CORBA) heeft SOAP het voordeel dat het eenvoudig te ontwikkelen en te testen is. De oorspronkelijke staatloze aard van SOAP beperkte het gebruik ervan, maar met de komst van WS-RF (en andere standaarden) rijpt SOAP uit tot een objectprotocol voor algemene doeleinden. Meer informatie over SOAP-specificaties is verkrijgbaar bij de W3C [35].

SPARQL. Het SPARQL-protocol en de RDF-querytaal zijn ontworpen om het opvragen en ophalen van documenten in meerdere ongestructureerde gegevensarchieven mogelijk te maken. De kracht van het systeem is dat de gedistribueerde RDF-documenten (of andere datastores) ongewijzigd blijven, maar dat er query's overheen kunnen worden uitgevoerd en dus past het goed bij een "bottom-up"-benadering. Een dergelijke uniforme benadering van toegang tot informatie is vereist om het semantische web (Web 3.0) te realiseren, en er bestaan ​​al enkele implementaties (bijv. Virtuoso [36]). Meer informatie over de vraagspecificatie is beschikbaar in het W3C [37].

UDDI. Universal Description Discovery and Integration is een door WSDL (dus interoperabel) gedefinieerd register/woordenboeksysteem. UDDI 2.0 is de momenteel gebruikte versie en ondersteunt de registratie en opvraging van webservices met behulp van specifieke mappings. OASIS [38] heeft details van de verschillende standaarden (versie 2 en 3), en Apache heeft jUDDI, wat een 2.0-implementatie is [39].

URN. Een Uniform Resource Name is een soort URI (Uniform Resource Identifier). Het is de logische tegenhanger van een URL, omdat het de naam van een bron geeft in plaats van de exacte locatie van een bron. Er zijn een aantal URN-implementaties beschikbaar, waaronder LSID's.

Webservices. Een webservice is een server die verzoek-/antwoordbewerkingen uitvoert en (doorgaans) werkt met documenten. Er wordt een verzoek verzonden (ofwel als een goed gevormd document of met behulp van http-codering) en een goed gevormd document wordt geretourneerd. De term Webservice komt voort uit het feit dat de webgebaseerde protocollen over het algemeen worden gebruikt om de communicatie te verzorgen.

WS-*. De WS-* zijn een reeks specificaties voor het toevoegen van functionaliteit aan SOAP. Deze extensies bieden nieuwe functionaliteit zoals beveiliging, messaging, binaire objectbijlage en status. Deze extensies omvatten doorgaans het toevoegen van informatie aan het SOAP-bericht (in de envelop). Statusinformatie kan worden onderhouden tussen SOAP-oproepen door het gebruik van resourceframeworks (bijv. WS-RF). OASIS [38] houdt een groot aantal specificaties bij.

WSDL. De Web Service Description Language biedt een middel om de interface te specificeren die wordt weergegeven door een SOAP-webservice. Het WSDL-document kan automatisch worden opgehaald en er kunnen tools worden gebruikt om gemaksklassen voor specifieke talen te genereren, zodat de ontwikkelaar geen XML-parsingcode hoeft te schrijven. Bij het schrijven van een WSDL zijn een aantal standaarden (bijv. WS-I) beschikbaar om interoperabiliteit te garanderen, meestal door het gebruik van profielen met letterlijke/document-"stijlen". De W3C hebben details van de standaard [40].


De business van systeemintegratie

In de afgelopen tien jaar is systeemintegratie een sleutelfactor geworden in de operaties, strategie en concurrentievoordeel van grote bedrijven in een groot aantal verschillende sectoren (bijvoorbeeld informatica, auto-industrie, telecommunicatie, militaire systemen en ruimtevaart). In het verleden was systeemintegratie beperkt tot een technische, operationele taak. Tegenwoordig is systeemintegratie een strategische taak die de bedrijfsvoering niet alleen op technisch niveau, maar ook op management- en strategisch niveau doordringt. Dit boek laat zien hoe en waarom deze nieuwe vorm van systeemintegratie zich heeft ontwikkeld tot een opkomend model. Meer

In de afgelopen tien jaar is systeemintegratie een sleutelfactor geworden in de operaties, strategie en concurrentievoordeel van grote bedrijven in een groot aantal verschillende sectoren (bijvoorbeeld informatica, auto-industrie, telecommunicatie, militaire systemen en ruimtevaart). In het verleden was systeemintegratie beperkt tot een technische, operationele taak. Tegenwoordig is systeemintegratie een strategische taak die de bedrijfsvoering niet alleen op technisch niveau, maar ook op management- en strategisch niveau doordringt. Dit boek laat zien hoe en waarom dit nieuwe soort systeemintegratie is geëvolueerd tot een opkomend model van industriële organisatie waarbij bedrijven en groepen bedrijven verschillende soorten kennis, vaardigheden en activiteiten samenbrengen, evenals hardware, software en human resources om nieuwe producten produceren. Systeemintegratie heeft fundamentele implicaties voor de capaciteiten van bedrijven. Bedrijven hebben de overgang gemaakt van verticaal geïntegreerd naar de integrator van andermans activiteiten. Dit boek, het eerste dat systematisch de heruitvinding van systeemintegratie onderzoekt vanuit een bedrijfs- en innovatieperspectief, is gebaseerd op bijdragen van vooraanstaande internationale wetenschappers. Het gaat diep in op de aard, afmetingen en dynamiek van de nieuwe systeemintegratie, waarbij gebruik wordt gemaakt van onderzoeks- en analytische technieken uit een breed scala aan disciplines, waaronder de theorie van het bedrijf, de geschiedenis van technologie, industriële organisatie, regionale studies, strategisch management, en innovatiestudies.

Bibliografische informatie

Publicatiedatum afdrukken: 2003 ISBN-13 afdrukken: 9780199263226
Gepubliceerd op Oxford Scholarship Online: januari 2005 DOI:10.1093/0199263221.001.0001

Auteurs

Aansluitingen zijn op het moment van gedrukte publicatie.

Andrea Prencipe, editor
Research Fellow aan het Science and Technology Policy Research, University of Sussex, en Associate Professor of Economics and Management of Innovation aan de University G. D'Annunzio, Italië
Auteur webpagina

Andrew Davies, editor
Senior Fellow bij het Science and Technology Policy Research, University of Sussex
Auteur webpagina

Michael Hobday, editor
Directeur van het Complex Products Systems Innovation Centre, University of Sussex
Auteur webpagina


Abstract

Metabolomics, dat een relatief nieuw veld is, wordt geconfronteerd met meerdere uitdagingen met betrekking tot data-acquisitie en -interpretatie, reproduceerbaarheid op verschillende analytische platforms, integratie met andere omics-benaderingen en vertaling naar theragnostische biomarkers. Er is een onmiddellijke behoefte om deze uitdagingen te overwinnen om metabolomics nuttiger en betrouwbaarder te maken in termen van het verbeteren van ons huidige begrip van ziektebiologie en helpen bij het ontwikkelen van voorspellende biomarkers. Onderzoekers die geïnteresseerd zijn in metabolomics kwamen bijeen voor een paneldiscussie over 'Metabolomics en de integratie ervan met systeembiologie' tijdens de 6e jaarlijkse bijeenkomst van Proteomics Society-India en de internationale conferentie over 'Proteomics van ontdekking tot functie', gehouden in het Indian Institute of Technology, Bombay uit 7–9 december 2014. Het panel besprak verschillende uitdagingen met betrekking tot metabolomics en stelde ook verschillende effectieve oplossingen voor voor een optimale implementatie van metabolomics in de klinische praktijk. De belangrijkste gebieden van paneldiscussie waren verbetering in metabolietdatabases met uitgebreide spectrale bibliotheken, behoefte aan uitgebreide bio-informatica-tools voor integratieve benaderingen en serieuze overwegingen voor klinische validatie van de biomarkers voor de succesvolle implementatie van metabolomics in klinieken.

Biologische betekenis

De informatie die in dit rapport is opgesteld, is belangrijk voor onderzoekers die werkzaam zijn op het gebied van metabolomics om de uitdagingen en succesvolle implementatie van metabolomics in de klinische praktijk te overwinnen.


Integratieve Fysiologie 2.0

Systeembiologische benaderingen zijn nog niet toegepast op de studie van cardiale remodellering, grotendeels vanwege de enorme complexiteit ervan. Uitgaande van observaties bij patiënten die nadelige effecten van PDE3-remmers en gunstige effecten van -blokkers vertoonden, hebben we een integrale benadering gevolgd voor het bestuderen van de mechanismen die ten grondslag liggen aan LV-disfunctie na MI (Fig. 7). We begonnen onze experimentele focus te beperken tot het goed gedefinieerde klinische fenotype van post-MI LV-remodellering en volgden een top-down benadering, beginnend bij het wakkere varken en eindigend met specifieke en algemene moleculaire onderzoeken gericht op transcriptomische en proteomische correlaties (Fig. 7) gebaseerd op de huidige kennis (Adams, 2010). Using a porcine model of post-MI remodelling, we first demonstrated the presence of LV remodelling and pump dysfunction in swine, necessitating increased oxygen extraction by the peripheral tissues and causing an increase in neurohumoral activation (organism). Despite the increased neurohumoral activation, β-adrenergic receptor mediated increases of LV function (organ) were blunted ( Duncker et al. 2005 ), which coincided with attenuated LV inotropic responses to PDE3 inhibition ( Duncker et al. 2001). Further studies at the cardiomyocyte level revealed abnormalities of myofilament force development that correlated well with the degree of LV remodelling (cellular compartment) ( van der Velden et al. 2004). The alterations in myofilament Ca 2+ sensitivity appeared to be mediated by loss of PKA catalytic activity (proteome), and could be prevented by simultaneous treatment with β1-adrenergic receptor blockade, coinciding with an improvement in LV pump function ( Duncker et al. 2009 ). Non-supervised as well as supervised network analysis of microarray data (transcriptome) revealed significant alterations in expression of genes encoding proteins involved in β-adrenergic receptor signalling (Fig. 7). These preliminary findings will be followed up by further studies into translational and post-translation modifications.

Illustration of our ‘Integrative Physiology 2.0’ approach Complex physiological processes such as cardiac remodelling must be studied in detail at different levels ranging from the transcriptome of cells all the way up to the intact organism, and possibly even further to population-based functional responses to pharmacons (not shown). At each level, data should be integrated with ‘higher’ and ‘lower’ levels, to build a multidimensional picture of the ongoing processes.

Since the completion of the Human Genome Project and the advent of the large scaled unbiased ‘-omics’ techniques, the field of systems biology has emerged. Systems biology aims to move away from the traditional reductionist molecular approach, which focused on understanding the role of single genes or proteins, towards a more holistic approach by studying networks and interactions between individual components of networks. From a conceptual standpoint, systems biology elicits a ‘back to the future’ experience for any integrative physiologist, and we feel that systems biology can benefit from the knowledge and existing models of interaction between systems available in physiology. Conversely, many of the new techniques and modalities employed by systems biologists yield tremendous potential for integrative physiologists to expand their tool arsenal to (quantitatively) study complex biological processes, such as cardiac remodelling and heart failure, in a truly holistic fashion. Such an approach may generate new hypotheses, concepts and eventually novel treatments for the process of cardiac remodelling and heart failure, which should subsequently be tested in a physiological setting. We therefore advocate that systems biology should not become/stay a separate discipline with ‘-omics’ as its playing field, but should be integrated into physiology to create ‘Integrative Physiology 2.0’, allowing interconnection and integration of processes at the various levels of complexity and organization within the pyramid of life.


Bekijk de video: SISTEM SARAF DAN OTOT Farah Aprillia Putri21479255SV19465 MK. Integrasi Sistem Ragawi (Januari- 2022).