Skip to Content

Diplomové práce

Aplikace pro sledování a analýzu cévních výkonů Jan Drozen

 

Cílem práce je vývoj aplikace umožňující uchovávat, sledovat a analyzovat cévní výkony pacientů. Aplikace by měla obsahovat 3 moduly: 1) Modul zajišťující jednoduchou aktualizaci dat cévních výkonů 2) Vizuálně analytický modul umožňující sledování modalit týkající se průchodnosti cévních rekonstrukcí, jejich analýzu a případnou predikci stavu na základě historických dat 3) Vyhledávací modul poskytující možnost identifikace minulých pacientů s podobnou historií charakteristik. Práce bude vyvíjena ve spolupráci s ll. Chirurgickou kliniku kardiovaskulární chirurgie VFN.

Hierarchická vizualizace chemického prostoru Jakub Velkoborský

Cílem práce je navrhnout a implementovat přístup k hierarchické vizualizaci chemického prostoru. Chemickým prostorem rozumíme množinu všech myslitelných chemických sloučenin. Chemické sloučeniny nelze jednoduše reprezentovat v 2D prostoru, ale lze je popsat jejich charekteristickými vlastnostmi a na jejich základě mezi nimi definovat podobnost. Tento popis a podobnost mohou být pak využity k projekci molekul do 2D prostoru pomocí metod jako je PCA nebo multidimesional scaling. Tyto vizualizace však lze použít pouze pro relativně malou sadu sloučenin a nejsou v hodné k reprezentaci celého prostoru. V rámci práce bude třeba vytvořit hierarchii chemických sloučenin, která umožní přehlednou vizualizaci libovolně velké sady sloučenin, a ultimtně pak celého prostoru. Hierarchie může být vytvořena několika způsoby, například pomocí metod hierarchického shlukování nebo metod tzv. molekulárních scaffoldů. Součástí diplomové práce bude návrh těchto přístupů a jejich implementace do interaktivní vizualizační aplikace.
RNA secondary structure comparison Jan Pešek


Main goal of the thesis is to design and implement an algorithm to compare secondary RNA structures ranking them by level of conservancy. The resulting algorithm should be able to find common structure similarities in a set of secondary RNA structures. Other part of the work is implementing this algorithm into rPredictor user interface. The interface should allow user to compare any of the structures contained in rPredictor database.

Obhájeno
Vícekriteriální optimalizace v exploraci chemického prostoru Martin Šícho (VŠCHT)


Cílem práce je modifikace algoritmu Molpher implementovaného ve stejnojmenné aplikaci. Molpher je určen k hledání cesty v chemickém prostoru. Vstupem algoritmu je startovací a cílová molekula a cílem je pomocí eplorace prostoru najít cestu, ze startu do cíle. Tato vzniká posloupností aplikací tzv. morfovacích operátorů na startovací molekulu. Současná verze algoritmu směřuje explorační proces za pomoci aplikace strukturní podobnosti molekul, tj. při generování cesty se Molpher řídí strukturní podobností. V rámci práce by student měl modifikovat algoritmus tak, aby se neřídil strukturní podobností nýbrž podobností funkční. Molpher se pak nebude pohybovat v prostoru definovaném sturkturní podobností molekul, ale v prosotru definovaném charakterem cílové molekuly.

Obhájeno

Atomix pro Xbox Kinect Vladimír Mach

Jazyk: C#

Cílem hry Atomix, jejíž první verze byla vyvinutá v roce 1990, je složení molekuly z množiny vstupních atomů v 2D hracím poli. V rámci diplomové práce by se měl student seznámit s API pro ovládání herní konzole Xbox a API pro pohybové ovládání Kinect. Následně by měla být vyvinuta aplikace graficky simulující hru Atomix ovšem s možností jejího ovládání pomocí Kinect pro Xbox.

Obhájeno

Algoritmus pro identifikaci kavit v proteinech Radoslav Krivák

Jazyk: C++

Prakticky každý proces v živých organismech je zajišťován promocí proteinů. Proteiny vykonávají svoji funkci buď vázáním se na další proteiny (protein-protein interakce), nebo na malé molekuly, tzv. ligandy (protein-ligand interakce). Mezi malé molekuly se také řadí naprostá většina léčiv, jejichž funkce je zajišťována právě pomocí protein-ligand interakcí. Napojením se na aktivní místo proteinu může léčivo např. zabránit vázání jiné látky, která je potenciálně škodlivá pro daný organismus. Aktivní místa pro protein-ligand interakce jsou dutiny, kam se může ligand navázat. Cílem práce ja pak identifikace těchto dutin. Předpokládá se, že práce bude vycházet z již navržené podobnostní metody určené pro protein-ligand interakce.

Obhájeno

 

Algoritmus pro identifikaci "true positives" protein-ligand komplexů Jakub Záhumenský
Jazyk: C#

Hlavním cílem práce je návrh a implementace algoritmu pro identifikaci "true positives" v protein-ligand komplexech. 
Proteiny hrají v organismech důležitou roli v široké škále vnitřních procesů, přičemž naprostá většina biologických funkcí je založena na interakci proteinů s dalšími molekulami. Každý protein má specifickou funkci, která je často spuštěna navázáním ligandu (malé molekuly) a vytvořením protein-ligand komplexu. Ligandy se vážou k určitým částem proteinu známým jako aktivní místa nebo vazebné kapsy. Aby bylo možné vytvořit komplex, jak protein tak ligand musí splňovat určitá kritéria. 
Zamýšlená metoda by se měla být schopna naučit rozlišit mezi skutečnými a fiktivními komplexy na množině protein-ligand příkladů a následně využít tuto znalost na neznámém komplexu. V rámci práce bude implementováno několik učících metod a tyto budou vzájemně porovnány. Výstupy budou též porovnány s některými existujícími metodami.
Nezvěstný

 

Identifikaci vedlejších účinků ligandů Michal Krkavec

Jazyk: C++

Prakticky každý proces v živých organismech je zajišťován promocí proteinů. Proteiny vykonávají svoji funkci buď vázáním se na další proteiny (protein-protein interakce), nebo na malé molekuly, tzv. ligandy (protein-ligand interakce). Mezi malé molekuly se také řadí naprostá většina léčiv, jejichž funkce je zajišťována právě pomocí protein-ligand interakcí. Napojením se na aktivní místo proteinu může léčivo např. zabránit vázání jiné látky, která je potenciálně škodlivá pro daný organismus. Aktivní místa pro protein-ligand interakce jsou dutiny, kam se může ligand navázat. Cílem práce ja vývoj algoritmu schopného identifikovat všechny aktivní místa proteinů v DB, kam se dotazovaný ligand může navázat a tím idnetifikovat možné vedlejší účinky daného ligandu.

Nezvěstný

Procházení chemického prostoru na úrovni scaffoldů Marek Mikeš

Jazyk: C++

Navrhněte a implementujte algoritmus, který bude umožňovat procházení prostoru chemických sloučenin pomocí techniky scaffold hopping, kdy je molekula reprezentována zjednodušenou formou (scaffoldem). Scaffoldy lze definovat s různou úrovní granularity a složitost procházení prostoru je pak dána granularitou scaffoldu. Zadefinujte různé úrovně scaffoldů a na každé z nich implementujte procházení prostoru pomocí morfovacích operátorů (viz. existující algoritmus Molpher). Experimentálně ověřte schopnost nalezení cesty mezi dvojicí molekul v prostoru na různých úrovních granularity.

Obhájeno

Vyhledávání v DB chemických struktur Martin Mates (FIT ČVUT)

Jazyk: Java

Vytvořte framework, jehož cílem je usnadnění implementace aplikace pro hledání v databázích chemických sloučenin. Framework bude umožňovat modulárně definovat jak způsob extrakce vlastností z molekul, tak podobnostní míru pracující nad těmito vlastnostmi. Uživatel pak bude moci jednoduše, po dodání metodiky extrakce a definice podobnosti, specifikovat databázi molekul a tuto prohledávat podle podobnosti vzhledem k zadanému dotazu/molekule. Součástí práce bude také implementace několika podobnostních měr a vzorové použití vyvinutého frameworku v příkladové webové aplikaci.

Obhájeno

Vícenásobná podobnost RNA struktur Peter Szepe

Jazyk: C++

Práce bude vycházet z metody popsané v článku SETTER - RNA SEcondary sTructure-based TERtiary Structure Similarity Algorithm . Algoritmus SETTER je určen k porovnání 3D struktur RNA, které lze chápat jeko uspořádanou množinu 3D souřadnic, kde každá souřadnice odpovídá jednomu nukleotidu. Mezi nukleotidy navíc existuje párování podobně, jako je tomu u DNA. Princip SETTERu spočívá v rozdělení množiny nukleotidů v porovnávaných strukturách na specifické podmnožiny a dvojicím těchto podmnožin pak přiřazovat podobnosti. SETTER v původní verzi umí porovnávat pouze dvojice RNA, nicméně mnoho reálných aplikací vyžaduje přiřazení podobnosti n-tici RNA struktur. Takovéto rozšíření je náplní bakalářské práce. Projekt vyžaduje pouze velice elemtntární předchozí znalost biologie.

Obhájeno

Procházení chemického prostoru na úrovni scaffoldů Petr Říha (FIT ČVUT)

Jazyk: Java

Navrhněte a implementujte algoritmus, který bude umožňovat procházení prostoru chemických sloučenin pomocí techniky scaffold hopping, kdy je molekula reprezentována zjednodušenou formou (scaffoldem). Scaffoldy lze definovat s různou úrovní granularity a složitost procházení prostoru je pak dána granularitou scaffoldu. Zadefinujte různé úrovně scaffoldů a na každé z nich implementujte procházení prostoru pomocí morfovacích operátorů (viz. existující algoritmus Molpher). Experimentálně ověřte schopnost nalezení cesty mezi dvojicí molekul v prostoru na různých úrovních granularity.

Nezvěstný

Použití metrických indexů pro MS (Mass Spectrometry) data Jiří Novák (FEL ČVUT)

Jazyk: C++

Pro zjištění funkce proteinu je třeba nejprve zjistit jeho sekvenci, tj. posloupnost aminokyselin v něm obsaženou. Za tímto účelem se používá hmotnostní spektrometrie (mass spektrometry - MS). MS provede n rozdělení proteinové sekvence v na různých místech. Tím je získána množina dvojic (levý a pravý úsek dělení), podle jejichž hmostností je třeba určit proteinovou sekvenci ze znalosti vah jednotlivých aminokyselin.
 
Tento problém lze řešit dvěma způsoby - "De Novo" a vyhledávání v databázích. De Novo přístup je založen obvykle na grafových algoritmech pro odvození řetězce, ale přesnost tohoto přístupu je velice nízká.
 
Cílem práce je otestovat vhodnost různých typů metrických indexů pro indexování MS dat a pokud možno porovnat se stávajícími metodami vyhledávání v databázích (metoda SEQUEST).

Obhájeno