RedeR Web : uma plataforma web para organização e análise de redes modulares

Abstract

Resumo: A visualização de grafos ou redes tem como principal objetivo auxiliar o processo de análise e compreensão de conjuntos de dados complexos, proporcionando perspectivas diferenciadas da mesma informação, potencializando a apropriação do conhecimento pelo usuário. Tratando-se de sistemas biológicos, a visualização e análise de redes moleculares têm sido centrais para o entendimento desses sistemas. No entanto, ainda há uma grande lacuna tecnológica, pois a maioria dos softwares de visualização de redes existentes não tem tirado proveito da modularidade e hierarquia características de sistemas biológicos, principalmente quando essas sistemas possuem diversos níveis hierárquicos. A consequência disso é que muitas vezes a visualização da informação acaba sendo comprometida, dificultando a interpretação dos dados. Motivado pelos atributos do software RedeR (Castro et al., 2012), um pacote R/Bioconductor combinado com uma aplicação Java SE, apresentamos a versão RedeR Web, uma plataforma Web, intuitiva, responsiva que visa a simplificação da visualização de redes modulares. Neste estudo mostraremos como essa nova plataforma obtém proveito da modularidade e da hierarquia das redes biológicas, como otimizamos o tempo de renderização dos elementos, bem como apresentaremos um estudo de caso para demostrando como podemos usar esta ferramenta para visualizar a estrutura hierárquica de termos do GeneOntology. Palavras-chave: grafos, visualização, redes, sistemas biológicos, modularidade, hierarquia.

Abstract: Visualization of graphs or networks has as main objective to assist the process of analysis and understanding of complex data sets, providing different perspectives of the same information, enhancing the appropriation of knowledge by the user. In the case of biological systems, the visualization and analysis of molecular networks have been central to the understanding of these systems. However, there is still a large technological gap, since most of the existing visualization software networks have not taken advantage of the modularity and hierarchy characteristics of biological systems, especially when these systems have several hierarchical levels. The consequence of this is that often the information visualization ends up being compromised, making hard to interpret the data. Motivated by the attributes of RedeR software (Castro et al., 2012), a R/Bioconductor package combined with a Java SE application, we show the RedeR Web version, an intuitive, responsive Web platform aimed at simplifying the visualization of modular networks. In this study we will show how this new platform takes advantage of the modularity and hierarchy of biological networks, how we optimize the rendering time of the elements, and we will present a case study to demonstrate how we can use this tool to visualize the hierarchical structure of terms in GeneOntology. Keywords: graphs, visualization, networks, biological systems, modularity, hierarchy.