Publicado em: 04/12/2009

Defesa de Dissetação de Mestrado em Bioinformática, dia 03/12, de Ramon Medrado

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE INFORMÁTICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM COMPUTAÇÃO

DEFESA DE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Aluno: Ramon Gomes Medrado
Orientadora: Profa. Dra. Leila Ribeiro

Titulo: Formalização de uma Linguagem Visual  para Descrição de Sistemas Biológicos
Área de Pesquisa: Bioinformática

Data: 03/12/2009
Hora: 13h30 min
Local:  Sala 102 Prédio 43424

Banca Examinadora:Prof. Dr. Augusto Schrank (CBIOT/UFRGS)
Profa. Dra. Ana Lúcia Cetertich Bazzan (UFRGS)
Prof. Dr. Álvaro Freitas Moreira (UFRGS)

Presidente da Banca: Profa. Dra. Leila Ribeiro

Resumo:
Vias biológicas representam interações entre entidades químicas complexas (proteínas,substratos, metabólitos etc.) que ocorrem no nível molecular das células. A representação e compreensão do comportamento destas vias é o principal alvo de estudos da Biologia Sistêmica. Esta área de estudos envolve a construção de modelos matemáticos que possam simular In silico (computacionalmente) o comportamento destes sistemas biológicos verificados In vivo (experimentalmente. Do ponto de vista computacional é evidente que tais sistemas são complexos para abordar e descrever de modo intuitivo.São necessários modelos com valor preditivo, isto é, que permitam descrever os comportamentos do sistema que são experimentalmente verificáveis. Algumas notações gráficas foram propostas para descrever vias biológicas. Entre elas, os diagramas de processos tem sido amplamente utilizados. Um diagrama de processos é essencialmente um grafo no qual vértices e arestas representam componentes biológicos, e há uma notação gráfica associada com cada elemento. Nesta dissertação propomos um fundamentação formal para a linguagem dos diagramas de processos definindo a sintaxe usando gramática de grafos. Nós definimos primeiramente um grafo chamado BioProc, descrevendo o meta-modelo dos diagramas de processos.

Instâncias do grafo BioProc são portanto diagramas de processos modelando vias biológicas. Para descrever a semântica foi proposta uma tradução algébrica dos grafos BioProc para redes de Petri estocásticas generalizadas (GSPNs) já amplamente utilizadas na modelagem de processos biológicos. O uso de gramática de grafos como formalismo intermediário na tradução habilita a verificação sintática da via com a checagem dos tipos válidos que podem ser definidos para cada reação antes da simulação na rede de Petri e usá-las posteriormente para explorar propriedades estruturais e estocásticas do modelo. Além disso serve como base para a evolução do modelo proposto. Isto é relevante já que modelos freqüentemente são construídos incrementalmente para se adaptar a novos requisitos e/ou incluir novas características.

Palavras-chave: Linguagem visual, gramática de grafos, sistemas biológicos, diagrama de processos biológicos, Semântica, GSPN.