Projektbeschreibung
Die Skalierbarkeit von Graphenalgorithmen für die Bioinformatik verbessern
Fortschritte bei Sequenzierungstechnologien, wie die Kartierung des menschlichen Genoms, haben den Weg für bahnbrechende Entdeckungen geebnet. Da die Datenmengen allerdings immer größer werden, besteht ein Bedarf an zuverlässigen Berechnungsmethoden. Ziel des ERC-finanzierten Projekts SCALEBIO ist es, die Skalierbarkeit von exakten Graphenalgorithmen durch innovative vorverarbeitende Graphenstrukturen und moderne algorithmische Verfahren zu verbessern. Konkret werden Sicherheitsstrukturen eingeführt, die die Problemlösung durch die Bestimmung gemeinsamer Pfade in optimalen Lösungen vereinfachen, zusammen mit Variationsstrukturen, die sich auf Bereiche mit erheblicher genetischer Variation konzentrieren. Zu den wichtigsten Methoden gehören parametrisierte Polynom-Algorithmen und dynamische Algorithmen, die sich an neue Daten anpassen können. Diese Verfahren werden in Bereichen wie der Entdeckung von Long-Read-RNA-Transkripten und der Indizierung großer genetischer Datenbanken eingesetzt.
Ziel
Sequencing technologies have developed to be cheap and accurate, leading to major breakthroughs, such as the complete sequence of a human genome, the creation of nationwide population gene banks, or the discovery of novel viruses. As the amount of data produced grows exponentially and their applications become more broad and complex, the community needs accurate computational methods that scale.
At the core of many algorithmic methods for processing sequencing data is the basic primitive of finding a set of paths or walks in graphs of various nature. Under different formulations and objective functions, the resulting problems can be NP-hard (e.g. flow decompositions) or polynomial-time (e.g. path covers), which are impractical on large graphs. Thus, many practical tools prefer fast heuristics to exact algorithms. While these may be optimized for specific inputs, they may not be reliable or accurate in general, which is a highly relevant issue in e.g. medical and life-science research.
This project will develop general methods to massively scale such exact graph algorithms. First, via novel graph structures usable in a preprocessing step: safety structures, e.g. sets of paths that can be quickly found to appear in all optimal solutions and thus simplify the problem; variation structures that limit the hardness of a problem only to graph areas rich in genetic variation. Second, via modern algorithmic techniques: parameterizing polynomial algorithms to run in time linear in the graph size and superlinear only in a small parameter; dynamic algorithms that, as the input grows, update solutions based only on the new data.
We will apply these methods in two high-impact applications: long-read RNA transcript discovery, and indexing massive and rapidly growing genomic databases.
This project paves the way for exact graph algorithms usable independently of the problem complexity or of the input size, applicable to real-world problems.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
Die Klassifikation dieses Projekts wurde von Menschen validiert.
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- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften Datenbank
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Mikrobiologie Virologie
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Genetik Genom
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften künstliche Intelligenz heuristische Programmierung
- Naturwissenschaften Mathematik reine Mathematik diskrete Mathematik
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
00014 HELSINGIN YLIOPISTO
Finnland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.