Bakalářská práce

Extending Metadata Annotations with Identification of Biomolecules in Simulation Data

Tomáš Pavlík, učo 524983
Anotace

Molekulárne simulácie sa stali nenahraditeľným výpočtovým nástrojom v mnohých oblastiach, ako je vývoj liekov, materiálové inžinierstvo a molekulárna biológia. Napriek rastúcemu množstvu simulácií absencia metadátového štandardu, znásobená zdieľaním simulácií vo všeobecných repozitároch, sťažuje vyhľadávanie a opätovné používanie existujúcich simulácií. Komunita začína riešiť tento problém implementovaním …více

Abstract

Molecular simulations have become an irreplaceable computational tool in many fields, such as drug development, material engineering and molecular sciences. Despite the growing volume of simulations, the absence of a metadata standard, accentuated by scientists sharing simulations in generalist repositories, makes it difficult to find and reuse existing simulations. The community is starting to address …více

Zadání práce

Particularly in structural and molecular biology and chemistry, available scientific data are rarely shared in a format that supports cooperation and reproducibility of scientific results. In many valuable existing datasets, data documentation, and re-use are not possible due to incomplete metadata and annotations [https://doi.org/10.7554/eLife.90061.1]. The goal of this thesis is to explore the experimental data present in the field of molecular dynamics and to develop an automated workflow that annotates the data. Main valuable information, which is not present in files being shared are identification of biomolecules. The basic building block of this workflow will be the mechanism behind AlphaFind (https://alphafind.fi.muni.cz/), an AI-based protein similarity search engine. As an input, the workflow will use the information on individual atoms of the molecule obtained directly from the simulated trajectory. The output will return the protein identifier and the degree of similarity along with metadata from available databases, serving as basic annotations for such molecular simulation data files.

The student will first become familiar with molecular dynamics data, their digital representations, and metadata, as well as the principles of open science. Then, the student will design, develop, and test a functional prototype of the workflow. The workflow will process simulation trajectory and/or run files and interface with the AlphaFind system (https://alphafind.fi.muni.cz/). The results will include the identification of biomolecules and links to relevant databases such as the Protein Data Bank (PDB). Additionally, on top of that, the student will get familiar with the search techniques based on metadata ontology or data itself - using trajectory embedding as base for more advanced search.

The outcomes of this workflow will be shared as open-source code, data, and potentially a draft of a scientific publication published on a pre-print server.

Práce zkontrolována:
20. 12. 2024 14:27, Mgr. Adrián Rošinec, učo 469240
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
5. 2. 2025
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

Mgr. Adrián Rošinec, učo 469240
NCBR PřF MU

Oponent

RNDr. Tomáš Raček, Ph.D., učo 324965
NCBR PřF MU

Konzultant

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

  • 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.