Guzman|
Llambias|
gllambi@fing.edu.uy|
InCo|
Hacia una plataforma de interoperabilidad para aplicaciones biológicas|
Plataformas, ESB, Scientific Workflow, Interoperabilidad|
MAESTRIA|
En curso|
Un experimento in-silico es un procedimiento que involucra recursos locales o remotos basados en la computadora para el desarrollo de pruebas que permitan verificar ciertas hipótesis, derivar resultados, buscar patrones o demostrar hechos conocidos. En bioinformática, estos recursos pueden ser repositorios de información como las bases de datos EBML y Swiss-Prot o herramientas computacionales analíticas como BLAST y ClustalW. Los bioinformáticos desarrollan sus experimentos in-silico siguiendo un esquema de workflow, combinando diferentes recursos cuidadosamente ordenados donde cada recurso procesa ciertos datos y genera resultados. Por ejemplo, un workflow para investigar la evolución de las relaciones entre proteínas puede comenzar con adquirir una secuencia de aminoácidos del repositorio Swiss-Prot y luego aplicar el algoritmo de ClustalW para alinear e identificar patrones entre las secuencias.

Originalmente, la implementación de estos "workflows científicos" tenía características extremadamente rudimentarias llegando a utilizarse mecanismos "cut & paste" entre aplicaciones Web o scripts de muy bajo nivel utilizando lenguajes como python para su consulta automática y el procesamiento de sus resultados.

Hoy día la situación ha cambiado y muchas de las grandes bases de datos biológicas, así como herramientas analíticas, son expuestas vía Web Services como forma de garantizar un acceso estándar. Por otro lado, han surgido varias herramientas y lenguajes de programación que permiten diseñar y ejecutar los workflows científicos orquestando Web Services. En ese sentido, el proyecto myGrid (un proyecto de middleware en e-Science) ha desarrollado varias herramientas y aplicaciones basadas en middleware de muy alta abstracción, siendo Taverna, una de ellas.

Taverna es una potente herramienta desarrollada por el proyecto myGrid, para el modelado, edición y ejecución de workflows que le permite a los científicos realizar sus experimentos abstrayéndose de conceptos computacionales avanzados, como la comunicación con Web Services, el descubrimiento de recursos, el registro de provenance, parsing de datos y manipulación de XML entre otros. Esta herramienta en conjunto con otras del mismo proyecto ha permitido la colaboración entre científicos de países y grupos de investigación distantes, donde unos elaboran experimentos, publican resultados y que luego otros los utilizarán en nuevos experimentos propios. 

Sin embargo, nosotros creemos que Taverna no resuelve todas las tareas de interés para los científicos, algunas de las cuales siguen siendo resueltas en forma manual o fuera de los workflow. Tareas tales como transformacion de formatos de datos, interoperabilidad con otras herramientas de workflow y  adaptación en caso de errores, podrian ser resueltas utilizando plataformas de middleware. A su vez, es de interés explorar el aporte que podrían hacer características típicas de las aplicaciones empresariales (comunicación asincrónica, la comunicación orientada a eventos, ruteo inteligente de mensajes) dentro de un contexto biológico.

Nuestra propuesta plantea incorporar una nueva capa de abstracción entre los workflows y servicios que se encargue de resolver los problemas de infraestructura con el fuerte objetivo de que los científicos se concentren en los datos, su procesamiento y los resultados, no en tareas de infraestructura e interoperabilidad. Nuestra propuesta también propone que esta capa de abstracción esté implementada mediante el uso de un Entreprise Service Bus (ESB).|