Visualização Radial e Dendrograma de árvores filogenéticas

As tecnologias atuais de sequenciação do DNA (ácido desoxirribonucleico) estão a criar uma mudança nas áreas da microbiologia e epidemiologia molecular, devido à capacidade atual de rápida sequenciação de genomas microbianos. A análise filogenética de genomas é fundamental para os estudos epidemiológicos e para o estudo genético de populações microbianas, uma vez que pode ser usada para detetar epidemias em ambientes hospitalares ou nas indústrias (e.g. indústria alimentar), auxiliar o desenvolvimento de vacinas ou monitorizar antimicrobianos. Os dados resultantes desta análise, podem ser visualizados através de árvores filogenéticas. Existem vários algoritmos de visualização destas árvores, como por exemplo os algoritmos dendrograma e radial.

O PHYLOViZ é uma ferramenta que permite a análise, manipulação e visualização de diferentes conjuntos de dados baseados em diferentes métodos de tipagem, com o objetivo de aprofundar os estudos epidemiológicos. Permite filtrar a informação, através dos dados isolados, isto é, dados relativos à amostra extraída. Atualmente este software não está integrado apenas numa única plataforma, uma vez que existem duas aplicações separadas, uma aplicação desktop e uma aplicação web.

O principal objetivo deste projeto é desenvolver uma solução que permita a visualização de árvores filogenéticas, no formato de Dendrograma e Radial, a partir do resultado da aplicação de algoritmos de inferência filogenética, com a possibilidade de realizar diversas pesquisas sobre as árvores, nomeadamente filtrar por uma determinada característica, colapsar e expandir nós, colocar etiquetas nos nós e arcos, alterar a cor e tamanho dos nós, visualizar estatísticas baseadas nos dados isolados, produzir um relatório com o estudo realizado, entre outras. Ao contrário das restantes funcionalidades, a possibilidade de colapsar e expandir nós e a produção de um relatório não existem atualmente em nenhuma das aplicações do PHYLOViZ.

A biblioteca desenvolvida no contexto do projeto irá ser composta por módulos de visualização, bem como um módulo responsável por guardar o estudo e realizar down- load do mesmo, que serão integrados no contexto da aplicação PHYLOViZ, podendo também serem utilizados noutra aplicação semelhante. Desta forma, estes módulos são genéricos e não estão dependentes de nenhuma aplicação em concreto, podendo facilmente serem integrados numa aplicação, para visualizar árvores no formato dendrograma e radial.

Para demonstrar uma forma de integrar a biblioteca e respetivos módulos de visualização, foi desenvolvida uma aplicação Javascript, multi-plataforma, que utiliza a framework Electron.

O código fonte do projeto encontra-se presente num repositório GitHub, com o seguinte url: https://github.com/AdrVB/Radial-Dendrogram-Visualization.