MetaRbolomics4Galaxy

La profilazione e la quantificazione di piccole molecole dai dati della spettrometria di massa (MS) è un compito importante in diverse discipline, ad esempio la metabolomica (biochimica), la diversità chimica (ecologia e biodiversità), la composizione e la contaminazione degli alimenti, l'analisi delle acque reflue e il monitoraggio delle acque dolci (ricerca ambientale). I metodi di spettrometria di massa computazionale forniscono strumenti e algoritmi per quantificare ed analizzare statisticamente le piccole molecole in un contesto sperimentale. In una seconda fase, sulla base dei dati MS/MS, il sottoinsieme rilevante di metaboliti viene identificato o annotato con informazioni sulla classe di metaboliti per l'interpretazione (bio)chimica dell'ipotesi sperimentale.
La comunità mondiale Bioconductor sta sviluppando e mantenendo una ricca collezione di pacchetti R per l'analisi precisa e ripetibile dei dati biologici provenienti da vari settori delle scienze della vita. La comunità mondiale Galaxy sta sviluppando l'ecosistema di ricerca elettronica Galaxy workflow basato sul web, che consente di eseguire strumenti dal proprio “toolsched” su istanze pubbliche o private, spesso alimentate da infrastrutture HPC istituzionali (ad esempio, l'Eurac Research HPC Cluster), regionali (ad esempio, il cluster in Alto Adige) o nazionali come il de.NBI e l'istanza ELIXIR-DE usegalaxy.eu presso l'Università di Friburgo. L'esecuzione locale delle analisi è particolarmente importante per consentire l'analisi dei dati umani relativi alla salute a livello individuale nel quadro giuridico del GDPR.
Nel progetto MetaRbolomics4Galaxy, svilupperemo e amplieremo un ecosistema di pacchetti Bioconductor per l'analisi di dati metabolomici su larga scala, abilitati al cloud e riproducibili, insieme alla loro integrazione nel sistema di ricerca elettronica Galaxy. Verranno inoltre adattate e integrate nel sistema Galaxy applicazioni di facile utilizzo che forniscono una visualizzazione e un'analisi interattive di alta qualità. Un esempio di applicazione è MetFamily, sviluppato presso l'IPB Halle, che è stato uno dei primi strumenti per l'analisi integrata dei dati di quantificazione MS e di caratterizzazione chimica MS/MS. Oltre alla distribuzione su infrastrutture HPC globali, gli strumenti sviluppati saranno installati anche su sistemi HPC regionali per soddisfare le esigenze dei ricercatori locali e potenziare la loro ricerca.
Utilizzeremo le migliori pratiche di ingegneria del software, tra cui un approccio upstream-first, integrazione continua per il codice, copertura dei test e rendering della documentazione; container software per il packaging, comprese le distinte dei materiali software e l'utilizzo di calcoli ad alte prestazioni per facilitare l'analisi di grandi set di dati. 
Le attività di networking consentiranno lo scambio di queste migliori pratiche con gli sviluppatori di software di ricerca nelle comunità R, Galaxy e metabolomica.