GEMification: gamification of genome-scale metabolic models

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sá, Tomás Carreiró Carvalho Silva e
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/94018
Resumo: Dissertação de mestrado em Bioinformatics
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spelling GEMification: gamification of genome-scale metabolic modelsGenome-scale metabolic modelsSerious gamesSystems biologyGemificationModelos metabólicos à escala do genomaJogos sériosBiologia de sistemasEngenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasDissertação de mestrado em BioinformaticsGenome-scale metabolic models (GEMs) constitute a widely employed technique in systems biology. These models serve as mathematical representations of an organism’s metabolic pathways, providing a means to better comprehend the phenotype behaviour of various organisms under diverse environmental and genetic conditions. However, due to their inherent complexity, these mathematical models, which en compass numerous metabolic reactions and pathways, can pose challenges in terms of comprehension and interpretation. Recognising the effectiveness of games in education compared to traditional teaching methods, there is a growing trend to utilize ’serious games’ for educational purposes. This thesis set out to facilitate the utilisation of GEMs, by creating and integrating a user-friendly, game-like Graphical User Interface (GUI). This interface is designed to facilitate the execution of both fundamental and ad vanced operations, encompassing tasks such as basic Flux Balance Analysis (FBA), reactions/genes knockouts, and optimisations, among other functionalities. In this context, Gemification, a serious game, integrates the exploration of GEMs with the incorporation of Escher maps and features powered by the MEWpy framework. Escher maps serve as visual aids, enhancing the user’s ability to navigate and in terpret the intricate metabolic networks presented within the game, while MEWpy provides additional analytical features to facilitate a deeper understanding of the underlying biological processes.Os modelos metabólicos à escala do genoma (GEMs) constituem uma técnica amplamente utilizada na biologia de sistemas. Estes modelos servem como representações matemáticas das vias metabólicas de um organismo, proporcionando um meio para compreender melhor o comportamento fenotípico de vários organismos sob diversas condições ambientais e genéticas. No entanto, devido à sua complexidade inerente, estes modelos matemáticos, que englobam numerosas reacções e vias metabólicas, podem colocar desafios em termos de compreensão e interpretação. Reconhecendo a eficácia dos jogos na educação em comparação com os métodos de ensino tradicionais, existe uma tendência crescente para utilizar ”jogos sérios” para fins educativos. Esta tese tem como objetivo facilitar a utilização de GEMs, através da criação e integração de uma interface gráfica do utilizador (GUI) de fácil utilização e semelhante a um jogo. Esta interface foi concebida para facilitar a execução de operações fundamentais e avançadas, englobando tarefas como a análise básica do balanço de fluxos (FBA), nocautes de reacções/genes e optimizações, entre outras funcionalidades. Neste contexto, o Gemification, um jogo sério, integra a exploração de GEMs com a incorporação de mapas Escher e de funcionalidades alimentadas pela estrutura MEWpy. Os mapas Escher servem de auxiliares visuais, melhorando a capacidade do utilizador para navegar e interpretar as intrincadas redes metabólicas apresentadas no jogo, enquanto o MEWpy fornece funcionalidades analíticas adicionais para facilitar uma compreensão mais profunda dos processos biológicos subjacentesDias, OscarPereira, VítorUniversidade do MinhoSá, Tomás Carreiró Carvalho Silva e2024-04-192024-04-19T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/94018eng203669886info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2024-12-21T01:18:51Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/94018Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-28T19:19:27.880175Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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