Controluce - Figure per descrivere
pensare relazioni
autore:
Edward Marcotte (1), Alex Adai (2)
affiliazione:
(1) Marcotte Lab, Institute for Cellular and Molecular Biology, The University of Texas at Austin, Austin (TX), (2) McManus Lab, University of California, San Francisco (CA)
L'immagine
Omologia tra le proteine di 90 organismi
L'immagine mostra i rapporti di somiglianza che intercorrono tra 289.069 proteine provenienti da 90 genomi diversi e comprende 7.940.873 segmenti che si collegano tra loro a formare 27.325 insiemi connessi.
Le connessioni sono state stabilite a partire dal confronto dell'allineamento di circa 90 miliardi di aminoacidi. Il confronto è stato realizzato da un algoritmo bioinformatico chiamato BLAST (Basic Local Alignment Search Tool "strumento di ricerca di allineamento locale") che permette di confrontare una sequenza data con un database di altre sequenze dello stesso tipo e valutare il grado dell'omologia tra le sequenze confrontate.
I segmenti che formano l'immagine corrispondono alle relazioni che superano una certa soglia di omologia (BLAST E-Value uguale o minore a 10-12, l'E-Value, o expectation value, corrisponde a quanto ci si può aspettare che la somiglianza tra le sequenze si sia prodotta per caso, cioè quanto più vicino allo zero è questo valore tanto più sarà probabile una correlazione biologica fra le sequenze confrontate).
L'immagine correlata mostra in dettaglio e in diversi colori la regione più connessa dell'immagine principale.
La tecnica
Grafo non orientato
Si chiama grafo o (rete) un insieme di punti detti vertici (o nodi) collegati da un insieme di lati (o archi).
In un grafo, i lati possono essere orientati - tipicamente da una freccia (come accade per esempio con le reti alimentari)
oppure, come nel caso in figura, non avere nessuna orientazione. Anche
i vertici possono avere diverso peso o rappresentare diversi tipi di
oggetti (in questo caso i vertici indicano tutti sequenze proteiche).
L’uso dei grafi, ideati nella prima metà del XVIII secolo dal matematico svizzero Leonhard Euler, ha lo scopo di ridurre al minimo gli aspetti considerati dalla rappresentazione.I grafi di rete vengono difatti realizzati per visualizzare i rapporti tra un numero di punti che eccede la nostra capacità computazionale.
Le immagini sono state realizzate da Edward Marcotte e Alex Adai, con il software LGL (Large Graph Layout) ideato allo scopo di rappresentate grandi insiemi di dati. I colori nell'immagine principale sono determinati dal livello gerarchicho delle connessioni. Quelli nell'immagine correlata dipendono invece dall'appartenenza o meno delle proteine connesse allo stesso organismo. Se i segmenti connettono due proteine dello stesso genoma, il loro colore sarà blu, sarà invece rosso se connettono due proteine provenienti da organismi diversi. Se questo dato non è fornito univocamente, il segmento è colorato in bianco o con il colore che deriva dalla gerarchia della rete di connessioni.
Cos'e' controluce
Controluce è una raccolta di immagini scientifiche provenienti dai laboratori di ricerca.
La scienza procede per modelli e anche per immagini. L'osservazione dei fenomeni, gli esperimenti di laboratorio, l'intuizione matematica, le simulazioni al computer utilizzano in molti casi la sintesi e la capacità evocativa di un'immagine. Sopratutto, le immagini sono un irrinunciablile ingrediente della comunicazione della scienza, sia interna che esterna a una certa disciplina.
Le immagini di Controluce vengono scelte e descritte da Ulisse con un lavoro di confronto e di dialogo con gli scienziati che le hanno prodotte. Si tratta di immagini che nascono direttamente dall'attività di ricerca, ma che hanno un alto potenziale comunicativo anche per un pubblico più ampio.
