Bases de datos para gestionar eficientemente datos de tamaño medio, baja velocidad y multidimensionales en ingeniería de tejidos

Resumen

Muchos investigadores generan datos "de tamaño medio", de baja velocidad y multidimensionales, que se pueden gestionar de forma más eficiente con bases de datos en lugar de hojas de cálculo. Aquí proporcionamos una visión general conceptual de las bases de datos, incluida la visualización de datos multidimensionales, la vinculación de tablas en estructuras de bases de datos relacionales, la asignación de canalizaciones de datos semiautomáticas y el uso de la base de datos para dilucidar el significado de los datos.

Resumen

La ciencia se basa en conjuntos de datos cada vez más complejos para el progreso, pero los métodos comunes de administración de datos, como los programas de hojas de cálculo, son inadecuados para la creciente escala y complejidad de esta información. Si bien los sistemas de gestión de bases de datos tienen el potencial de corregir estos problemas, no se utilizan comúnmente fuera de los campos de negocio e informática. Sin embargo, muchos laboratorios de investigación ya generan datos multidimensionales de "tamaño medio", baja velocidad que podrían beneficiarse en gran medida de la implementación de sistemas similares. En este artículo, proporcionamos una visión general conceptual que explica cómo funcionan las bases de datos y las ventajas que proporcionan en las aplicaciones de ingeniería de tejidos. Los datos estructurales de fibroblastos de individuos con una mutación de A/C lamin se utilizaron para ilustrar ejemplos dentro de un contexto experimental específico. Entre los ejemplos se incluyen la visualización de datos multidimensionales, la vinculación de tablas en una estructura de base de datos relacional, la asignación de una canalización de datos semiautomatizada para convertir datos sin procesar en formatos estructurados y la explicación de la sintaxis subyacente de una consulta. Los resultados del análisis de los datos se utilizaron para crear parcelas de diversos arreglos y significado se demostraron en la organización celular en entornos alineados entre el control positivo de hutchinson-Gilford progeria, una laminronopatía bien conocida y todos los demás grupos experimentales. En comparación con las hojas de cálculo, los métodos de base de datos eran enormemente eficientes en el tiempo, fáciles de usar una vez configurados, permitían el acceso inmediato a las ubicaciones de archivos originales y aumentaban el rigor de los datos. En respuesta al énfasis de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) en el rigor experimental, es probable que muchos campos científicos finalmente adopten bases de datos como práctica común debido a su fuerte capacidad para organizar eficazmente datos complejos.

Introducción

En una época en la que el progreso científico está fuertemente impulsado por la tecnología, el manejo de grandes cantidades de datos se ha convertido en una faceta integral de la investigación en todas las disciplinas. La aparición de nuevos campos como la biología computacional y la genómica subraya lo crítica que se ha vuelto la utilización proactiva de la tecnología. Estas tendencias seguramente continuarán debido a la ley de Moore y al progreso constante obtenido de los avances tecnológicos^1,2. Una consecuencia, sin embargo, es el aumento de las cantidades de datos generados que exceden las capacidades de ....

Protocolo

NOTA: Consulte la Tabla de materiales para ver las versiones de software utilizadas en este protocolo.

1. Evaluar si los datos se beneficiarían de un esquema de organización de bases de datos

1. Descargue los códigos de ejemplo y las bases de datos (consulte Archivos de codificación suplementarios, que se resumen en la Tabla 1).
2. Utilice la Figura 1 para evaluar si el conjunto de datos de interés es "multidimensional".
   NOTA: La Figura 1 es una representación gráfica de una base de datos multidimensional proporcio....

Resultados

Multidimensionalidad de los datos
En el contexto del ejemplo de conjunto de datos presentado aquí, los sujetos, descritos en la sección Métodos, se dividieron en grupos de individuos de las tres familias con la mutación LMNA causante de enfermedades cardíacas ("Pacientes"), controles negativos no mutaciones relacionados ("Controles"), controles negativos no mutaciones no relacionados ("Donantes"), y un individuo con síndrome de Hutchinson-Gilford progeria (HGPS) como control positivo

Discusión

Discusión técnica del protocolo
El primer paso al considerar el uso de bases de datos es evaluar si los datos se beneficiarían de una organización de este tipo.

El siguiente paso esencial es crear un código automatizado que pedirá la entrada mínima del usuario y genere la estructura de datos de la tabla. En el ejemplo, el usuario ha introducido la categoría de tipo de datos (núcleos de células o medidas estructurales), el designador de asunto de las líneas de cel.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
4',6'-diaminodino-2-phenylinodole (DAPI)	Life Technologies, Carlsbad, CA
Alexa Fluor 488 Phalloidin	Life Technologies, Carlsbad, CA
Alexa Fluor 750 goat anti-rabbit	Life Technologies, Carlsbad, CA
digital CCD camera ORCAR2 C10600-10B	Hamamatsu Photonics, Shizuoka Prefecture, Japan
fibronectin	Corning, Corning, NY
IX-83 inverted motorized microscope	Olympus America, Center Valley, PA
Matlab R2018b	Mathworks, Natick, MA
MS Access	Microsoft, Redmond, WA
paraformaldehyde (PFA)	Fisher Scientific Company, Hanover Park, IL
polycloncal rabbit anti-human fibronectin	Sigma Aldrich Inc., Saint Louis, MO
polydimethylsiloxane (PDMS)	Ellsworth Adhesives, Germantown, WI
Prolong Gold Antifade	Life Technologies, Carlsbad, CA
rectangular glass coverslips	Fisher Scientific Company, Hanover Park, IL
Triton-X	Sigma Aldrich Inc., Saint Louis, MO