Spektrale Analyse in der Bioinformatik - Ein neues Verfahren für den schnellen Vergleich großer sequenzbasierter Datenmuster als Alternative zu BLAST

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Ziel des vorliegenden Antrags ist es, die Grundlage für eine völlig neue Technologie zur effizienten Analyse enormer sequenzbasierter Datenmengen zu schaffen. Es soll mit diesem Antrag eine grundsätzliche Verbindung existierender mathematischer Methoden sowohl aus dem Bereich der digitalen Bildanalyse als auch den allgemeinen signaltheoretischen Ansätzen zur Lösung abstrakter Problemstellungen digitaler (auch elektronisch arbeitender) Filter mit einer aktuellen Fragestellung der Bioinformatik geschaffen werden (Auffinden von Sequenzähnlichkeiten). Das generelle Potential der zu entwickelnden Technologie liegt in einer erheblichen Geschwindigkeitssteigerung für die jeweiligen Analysen einerseits und in völlig neuen Fragestellungen bzw. Methoden zur Informationsgewinnung andererseits. Die beschriebene Methode ist nicht nur in der Lage, DNA- oder Proteinsequenzen zu analysieren, sondern darüber hinaus jede Form sequenzbasierter Information, wenn diese aus Einheiten besteht, die in einen logischen Zusammenhang gebracht werden können. Auch für das Assembly einer großen Anzahl von Informationsfragmenten, wie sie beispielsweise in Shotgun-organisierten Datenbeständen (ganzer Genome) vorliegen, kann die Methode angewendet werden. Eine weitere erhebliche Beschleunigung der Methode soll durch den Transfer der Algorithmen in ein elektronisches Hardwarenetzwerk erfolgen, um einen Ausweg aus rechnerbasierten Restriktionen zu finden.