Bakalářská práce

Webová aplikace pro prohledávaní proteinů indexem založeným na strojovém učení

Web application for searching in proteins using a machine learning-powered index

Jakub Košvanec
Anotace

Bakalářská práce se zaměřuje na tvorbu webové aplikace k prohledávání proteinů na základě jejich podobnosti. Výsledkem práce je webová aplikace dostupná na veřejné adrese https://web.lmi.dyn.cloud.e-infra.cz. Proteiny jsou vizualizovány 2D i 3D a vyhledávány na základě názvu proteinu. Součástí práce je popis a využití indexu založeného na strojovém učení pro podobnostní vyhledávání – Learned Metric …více

Abstract

The bachelor thesis focuses on the creation of a web application to search for proteins based on their similarity. The result of the work is a web application available at the public address https://web.lmi.dyn.cloud.e-infra.cz. Proteins are visualized in 2D, 3D, and searched based on the protein name. The work includes a description and use of a machine learning based index for similarity search …více

Zadání práce
In data management we use indexes in searching, to retrieve the answers in faster than linear complexity. A representative of such index could be the B-tree, which is used for classical attribute data, or M-tree/M-index from the similarity searching domain handling high-dimensional complex descriptors. Recently, in their paper: "Learned Metric Index (LMI) - Proposition of learned indexing for unstructured data", a research team at FI MU argued for the benefits of replacing these traditional rigid indexes with an index composed of a series of machine learning models, built for complex data. A practical example of a complex data type where LMI can be applied is protein sequences and structures. Considering that the recent breakthroughs in protein structure solving introduced mainly by AlphaFold 2 generate a substantial amount of data, we can assume that a system capable of an efficient and effective organization, searching, and visual presentation is very valuable for the researchers in this field. This thesis aims to develop a web application that would allow for browsing protein structures by their similarity. It will support specifying a protein by its name, finding and displaying similar proteins, and providing interactive 3D visualizations of the proteins using existing libraries. The end product will be accessible at a publicly available URL, to benefit the broader research community. The application will be created with the help of widely used frameworks and technologies - any of React, Angular, Blazor, Flask, or Node.js, based on the student's preferences, and deployed within the Kubernetes ecosystem in cooperation with CERIT-SC.
Práce zkontrolována:
16. 12. 2022 17:52, RNDr. Terézia Slanináková, Ph.D., učo 445526
Jazyk práce
čeština čeština
Termín obhajoby
1. 2. 2023
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

RNDr. Terézia Slanináková, Ph.D., učo 445526
KSUZD FI MU

Oponent

doc. RNDr. Vlastislav Dohnal, Ph.D., učo 2952
KSUZD FI MU

Konzultanti

RNDr. Matej Antol, Ph.D., učo 325040
CERIT SC ÚVT MU
Mgr. Adrián Rošinec, učo 469240
AIS DITI ÚVT MU

Literatura

  • ANTOL, Matej; Jaroslav OĽHA; Terézia SLANINÁKOVÁ a Vlastislav DOHNAL. Learned metric index - proposition of learned indexing for unstructured data. Information Systems. Elsevier, 2021, roč. 100, č. 101774, s. 1-12. ISSN 0306-4379. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.is.2021.101774.

Masarykova univerzita Fakulta informatiky
Studijní program
Plán
Informatika
  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.