Les langages de programmation en bioinformatique

Les langages de programmation
en bioinformatique
D. Puthier
ESIL, Inserm U928
A quoi ça sert ?
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Développement de logiciels d'analyse
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Nécessité de traiter/analyser des données toujours plus volumineuses
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Biologie des systèmes
Modéliser le vivant
● OMICS (genomics, transcriptomics, proteomics, metabolomics,...).
● Techniques d'analyse haut­débit
● Microarrays, NGS, Y2H, protein arrays,...
Agir sur le vivant
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Recherche de molécules bio­actives ou de nouvelles cibles thérapeutiques via des analyses large échelle.
A quoi ça sert ?
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Nécessité de visualiser les informations
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Visualiser des structures
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Visualiser des graphes d'interactions
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Visualiser des séquences ●
Des alignements
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Des génomes
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...
A quoi ça sert ?
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Dans la vie quotidienne ...
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Traitement en lot
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Parcourir et transformer des fichiers (“parser”).
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Analyser
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Ex: analyse statistiques
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Programmer des robots
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Travailler moins (ou être plus productif...)
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Ex: téléchargement, traitement d'images, ...
Une des qualité du programmeur est la paresse (dixit L. Wall)
Quelques langages populaires en
bioinformatique
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Perl:
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Développé au départ pour l'analyse de fichiers au format texte (Larry Wall).
Assez proche de sed (Stream Editor), awk et shell (sh).
Bénéficie d'une large bibliothèque de modules (i.e; librairies de fonctions).
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Moteur d'expressions régulières très puissant:
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Ex: modules Perl pour la bioinformatique (Bioperl). Ex: s/\d+//g;
Quelques langages populaires en
bioinformatique
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Exemple: lecture d'un fichier fasta avec perl.
Quelques langages populaires en
bioinformatique
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R
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“Bioconductor provides tools for the analysis and comprehension of high­throughput genomic data. Bioconductor uses the R statistical programming language, and is open source and open development. It has two releases each year, more than 380 packages, and an active user community.”
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Particulièrement utile pour l'analyse statistique des données Microarrays, NGS, Cytométrie de flux, protéomique, analyse d'image,...
Bénéficie d'outils graphiques assez évolués.
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Quelques langages populaires en
bioinformatique
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SQL
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Le langage des bases données (ex: UCSC, ensembl)
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Organisation non redondante des données
Interrogation des données via un langage permet de mettre en relation des tables (bases de données relationnelles)
Quelques langages populaires en
bioinformatique
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Python
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Une bonne alternative à Perl
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Syntaxe plus lisible
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Nombreux outils pour l'analyse de séquence
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Biopython
Permet via certaine librairies (e.g; wxPython) de développer des interfaces graphiques.
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Quelques langages populaires en
bioinformatique
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Java
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Particulièrement adapté au développement d'application multi­
plate­formes.
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Applications “stand­alone”
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Applications web (Java Web Start & Applet).
Langage Orienté Objet
Particulièrement destiné au développement d'application graphiques.
Quelques langages populaires en
bioinformatique
Le XML (Extensible Markup Language)
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Langage à balise.
Permet de stocker des données de type texte structurées sous la forme d'une arborescence
XSLT (eXtensible Stylesheet ●
Language Transformations)
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Transformation d'un document XML : XML, texte, HTML
Quelques langages populaires en
bioinformatique
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Langage C
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Un langage très proche de la machine.
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Permet de manipuler directement des adresses mémoires.
Extrêmement rapide.
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A utiliser pour optimiser la vitesse de traitement.
Langage C++
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Variante orientée objet du C.
Quelques langages populaires en
bioinformatique
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Les langages du développeur web
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Php, HTML, css, JavaScript, (...)
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Modèle client/serveur
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Commençons tout de suite en nous initiant au monde UNIX/Linux et au shell “Bash”.