|
|
Detection of subpopulation-specific neuronal membrane molecules using single-cell expression data
Zátko, Matěj ; Modrák, Martin (vedoucí práce) ; Kubovčiak, Jan (oponent)
Single-cell RNA sekvenování nám umožňuje zkoumat genovou expresi na nebývalé úrovni. Informace o transkripci genů v jednotlivých buňkách může poukázat na dříve nerozpoznatelné rozdíly a pomoci nám odhalit nové buňečné typy. Zde jsme použili exis- tující single-cell RNA datasety k nalezení populačně-specifických membránových proteinů u populací myších neuronů. Tyto membránové proteiny by mohly být později využity k zacílení léčby na konkrétní neuronové populace. Nejprve jsme identifikovali 5 vhodných single-cell datasetů. Následně jsme, na základě předchozích testů, porovnali stávající metody pro analýzu diferenciální exprese, techniku, která zkoumá rozdíly v expresi genů mezi buňkami. Na závěr jsme k identifikaci populačně-specifických membránových pro- teinů v datasetech použili Wilcoxonův test. 1
|
|
|
Nástroj pro predikci small RNA v RNA-Seq datech
Pomykalová, Barbora ; Čejková, Darina (oponent) ; Jurečková, Kateřina (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na problematiku detekce small RNA (sRNA) v bakteriálním genomu. Small RNA jsou krátké nekódující transkripty, které hrají klíčovou roli v genové expresi. K dnešnímu dni existuje několik algoritmů zaměřujících se na detekci sRNA z RNA-Sequencing (RNA-Seq) dat, jež mohou být získána z některých sekvenačních platforem. Nejčastěji jsou používány platformy Illumina či Ion Torrent, spadající do nové generace sekvenování, a PacBio s Oxford Nanopore patřící do třetí generace sekvenování. V této práci byly popsány principy detekce sRNA u volně dostupných nástrojů a následně byl navržen vlastní nástroj pro detekci sRNA – nástroj SEARCHsRNA. Dva z volně dostupných nástrojů – Rockhopper a DETR’PROK, společně s nástrojem SEARCHsRNA, byly otestovány na datech RNA-Seq pro bakterii Vibrio atlanticus LGP32.
|
|
|
Quality assurance of RNA-Seq workflows with spike-ins controls
Drozd, Tomáš ; Turk, Andreas (oponent) ; Mehnen, Lars (vedoucí práce)
Spike-in controls such as External RNA Controls Consortium (ERCC) or Lexogen‘s Spike-In RNA Variants (SIRVs) have become essential when it comes assessment of technical variability. Since the E0 SIRVs have identical concentration, variations in their estimated concentration can be used to infer the technical variability from single replicates. This is more economic than the standard approach, which estimates the technical variance from multiple replicates. The DESeq model, a standard tool for differential expression, was modified based on spike-ins information to estimate technical variability. Subsequently, the probability of a change in expression due to technical variability was obtained. A high variation between SIRV transcript read counts was discovered, giving rise to another approach based on estimation of variability for each trasncript separately. This innovative approach revealed better performance on datasets, where only technical variability was present for cross-condition analysis for a given number of replicates per condition. It was observed that increase in number of samples results in higher reliability for estimation. However, spike-ins, especially SIRVs, improved performance of analysis than estimation based on endogenous genes when a few replicates are available. Further reasearch is needed for normalizing technical varibility to estimate significant changes in biological variation.
|
|
|
Navržení genové regulační sítě na základě vzájemné informace u nemodelových organismů
Pirkl, Petr ; Sedlář, Karel (oponent) ; Musilová, Jana (vedoucí práce)
Práce se zabývá shrnutím základních laboratorních metod pro stanovování genové exprese, postupy předzpracování dat a nástroji používanými k odvozování genových regulačních sítí. Dále se práce zabývá samotným předzpracováním dat, tedy vytvořením matice počtů a její normalizace s využitím dat nemodelového organismu Clostridium beijerinckii NRRL B-598. Hlavní částí práce je poté navržení algoritmu pro tvorbu genové regulační sítě s využitím vzájemné informace a jeho implementace v jazyku R, včetně testování na datech nemodelového organismu i zlatého standardu.
|
|
|
Využití metod next-generation sekvenování pro rekonstrukci fylogeneze polyploidních rostlin
Skopalíková, Jana ; Fér, Tomáš (vedoucí práce) ; Šrámková, Gabriela (oponent)
Tato bakalářská práce shrnuje dostupné informace o aktuálně používaných metodách next-generation sekvenování (NGS), které v posledních letech zažilo velký rozmach. Výhodou nových metod je zisk velkého množství dat za mnohonásobně nižší cenu za osekvenovanou bázi oproti Sangerově metodě, avšak analýza těchto dat skýtá různá úskalí. I když je v dnešní době již možné sekvenovat celé genomy jednotlivých organismů, pro fylogenetiku, která je postavena na studiu mnoha jedinců, zůstává tento přístup značně náročný. Proto v posledních letech vzniklo množství přístupů, jak účinně redukovat genom, např. sekvenování transkriptomu (RNA-Seq), cílené obohacení (target enrichment), restrikční metody (RAD-Seq, RLL, GBS), mělké sekvenování (genome skimming) a další. Každá z těchto metod má však několik výhod i nevýhod, které ovlivňují jejich využitelnost ve fylogenetických analýzách. Dále se práce zabývá polyploidní speciací a specifiky studia fylogeneze u polyploidních rostlin - výběrem vhodných markerů, následným zpracováním dat a fylogenetickými analýzami. Poslední část je pak věnovaná mé budoucí práci na polyploidním rodu Curcuma L.
|
|
|
Experimental verification of in silico predicted protein binder to FOXO4 transcription factor and transcriptome analysis of bladder cancer
Tauš, Petr ; Drbal, Karel (vedoucí práce) ; Převorovský, Martin (oponent)
Tato diplomová práce je rozdělená na experimentální a bioinformatickou část, které jsou spolu provázány přes transkripční faktory z rodiny 'forkhead box O' (FOXO). FOXO mají klíčovou roli v mnoha buněčných procesech, jako například v regulaci buněčného cyklu, apoptózy a metabolismu. Dlouhou dobu byly považovány pouze za nádorové supresory, ale vzrůstající počet studií poukazuje i na jejich pronádorovou roli. Z tohoto důvodu jsou intenzivně studovány jako potenciální terapeutické cíle v nádorových onemocněních. In silico predikce protein-protein interakcí se v poslední dekádě těší vzrůstající oblibě jak v základním výzkumu, tak při vývoji nových léčiv. Nicméně výsledky v mnoha případech stále nejsou dostatečně přesné při srovnání s očekávanými vlastnostmi predikovaných biomolekul. V této práci jsem pomocí termoforézy v malém měřítku ověřil vazbu čtyř in silico predikovaných vazebných proteinů, založených na přirozeně se vyskytující PDZ doméně k transkripčnímu faktoru FOXO4. Neinvazivní nádory močového měchýře představují heterogenní onemocnění, u kterého se i přes veškeré snahy stále nedaří přesně predikovat agresivita daného nádoru. V bioinformatické části této práce jsem na základě transkriptomických dat z pacientských vzorků nádorů močového měchýře popsal složení nádorového mikroprostředí a určil...
|
|
|
Využití metod paralelního sekvenování v mikrobiologii.
Pavlíková, Magdaléna ; Najmanová, Lucie (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Následující text popisuje historii vývoje sekvenačních metod se zaměřením na moderní výkonné metody paralelního sekvenování a jejich využití v mikrobiologii. Vývoj a zdokonalování sekvenačních systémů s sebou přináší zrychlení a výrazné snížení cen, s tím souvisí rozšíření spektra aplikačních možností. Každý sekvenační systém je charakteristický určitými specifiky včetně jistých úskalí pramenících z principu dané metody, proto ne každá metoda je schopna pokrýt všechny směry možných využití. Práce porovnává metody sekvenování a zabývá se jejich vhodností pro konkrétní typy aplikací v mikrobiologii. Dostupné sekvenační systémy obvykle dělíme na tři základní "generace" vymezené typickými konkrétními znaky. Mezi metody první generace řadíme Sangerův a Maxam-Gilbertův systém, druhá generace zahrnuje metody 454, Illumina, SOLiD, Helicos a generace třetí SMRT, Ion Torrent a zatím komerčně nedostupné sekvenování s využitím nanopórů. V současné době se sekvenování stává standardní technikou molekulární biologie nejen v základním mikrobiologickém výzkumu, ale nachází široké uplatnění také v medicíně (rychlá identifikace patogenů, metagenomické studie mikrobiomů lidského těla).
|
|
|
De novo transcriptomics and its use in non-model organisms
Čalounová, Tereza ; Pluskal, Tomáš (vedoucí práce) ; Svatoňová, Petra (oponent)
Rozvoj sekvenování druhé generace umožnil studium nemodelových organismů. Bez nutnosti mít referenční genom k dispozici, de novo transkriptomika umožňuje studium funkčních elementů genomů. Díky tomu je možné zkoumat komplexitu nemodelových organismů. Tato práce poskytuje ucelený přehled kroků de novo studia transkriptomů z pohledu bioinformatiky. Důraz byl kladen na teoretické základy i na praktické přístupy. Práce rovněž představí nové metody de novo transkriptomiky, které mohou v blízké budoucnosti začít dominovat. Praktická část práce představuje transXpress - pipeline pro de novo sestavování transkriptomů a jejich anotaci. Jeho použití je ukázáno na nemodelové rostlině pepřovníku dlouhém (Piper longum), který má medicinální potenciál. Klíčová slova: transkriptomika, de novo transkriptomika, transkriptom, RNA-Seq, nemodelový organismus, assembly
|
|
|
Operon-Expresser: The Innovated Gene Expression-Based Algorithm For Operon Structures In-Ference
Schwarzerová, Jana
Current biotechnological research of bacterial genomes has huge potential due to the useof next-generation sequencing (NGS) platforms. NGS era opens paths for analysis of data for sufficientdescription of microorganisms with ecology and biotechnology potential in the future. Althoughsome tools for inference of specific structures in bacterial genomes exist, their pipelines andmethodologies are often based only on searching bacterial genome databases and comparison withmodel microorganisms. This paper deals with the design of a new algorithm for operon structuresinference in bacterial genomes. The algorithm combines searching in bacterial databases and geneexpression information processing. The algorithm was implemented in R language and tested onClostridium beijerinckii NRRL B-598. The bacterium is a typical performer in the field of biofuelsproduction due to its ability to produce butanol. Thanks to that this bacterial organism can be ofgreat potential from an ecological and biotechnological point of view. The paper also provides acomparison of operon structures derived by Operon-mapper and its extending by Operon-expresser.
|
|
|
Reproducible Analytical Pipeline For Using Raw Rna-Seq Data From Non-Model Organisms
Schwarzerová, Jana
Current biotechnological research of bacterial or archaeal genomes has huge potential due to the use of the next generation sequencing (NGS) platforms. NGS era unravelled huge analysis data for sufficiency description microorganisms with ecology potential in future. Nowadays, efforts lie in creating comprehensive pipelines that can be used for pre-processing analysis to enable effective following steps of high throughput data processing. This paper deals with design of data analysis pipeline for using raw RNA-Seq data that was applied to the Clostridium beijerinckii NRRL B-598. The bacterium is typical performer in the field of biofuels production thanks to its ability to produce butanol. Unfortunately, it is non-model organism as many other microorganisms which can be of great potential from ecological point of view. The proposed pipeline offers to take necessary steps in initial data processing that produces data of comparable quality to widely studied model organisms. Therefore, it can be combined with following pipelines for gene regulatory network inference, which was up to date matter of non-model organisms.
|
host ::
RSS.