|
|
Genomic prediction and genome-wide association studies of metabolic networks
Schwarzerová, Jana ; Weckwerth, Wolfram (oponent) ; Ramberger,, Benjamin (vedoucí práce)
Current research on the interface of bioinformatics and ecology engineering offers potential due to the combination of laboratory analysis and advanced bioinformatics algorithms. The thesis investigates the combination of GC-MS -based metabolomic analysis for identification and quantitation of metabolites of environmental perturbations with the advanced bioinformatics approach of genome-wide association studies (GWAS). The analysis is performed using genomic prediction based on two different temperature-related growth conditions of the collected dataset from 241 Arabidopsis thaliana natural accessions (genotypes). Current challenges that arise from climate change and industrial pollution encourage fundamental research on the adaption of organisms due to environmental effects. The findings in this field may play a key role in solving associated problems for the environment. Particularly plants, which serve as net primary producers of our most vital resources, food, health and energy, represent most important research subjects in this regard. The findings presented in this thesis reveal the individual adaptation strategies to cold stress of the plant depending on its original habitate. Furthermore, the association of metabolites with GWAS revealed potential genomic regions involved in the adapation of the plant to cold temperature. While simple observations reveal only phenotype changes, changes in genotypes of organisms can be captured using this metabolic GWAS technology presented in this thesis and further utilized in industrial ecology and biotechnology. The final part of the thesis is extended by using the inverse stochastic Lyapunov Matrix equation for the obtained results using to investigate the regulation of metabolism during adaptation to cold temperature.
|
|
|
Korekce koncept driftu v predikčních modelech
Michálková, Eva ; Provazník, Valentine (oponent) ; Schwarzerová, Jana (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou analýzy koncepčního driftu. Koncepční drift je nežádoucí jev objevující se vlivem dynamického charakteru světa. Tento jev může negativně ovlivňovat přesnost a spolehlivost predikčních modelů. Lze ho korigovat pomocí detekce a následné korekce. Jednou z oblastí, kde se tato problematika v poslední době nově objevuje, je lékařská diagnostika z metabolomických dat. Analýza metabolomických dat může vést ke včasnému odhalení některých závažných onemocnění, což může hrát velkou roli při následné léčbě. Při diagnostice onemocnění představují predikční modely její vylepšení, urychlení a personalizaci. První část práce představuje problematiku koncepčního driftu, metody jeho detekce a korekce, význam metabolomiky a predikčních modelů. Druhá část práce pojednává o implementaci dostupných algoritmů pro detekci a korekci koncepčního driftu a implementaci vlastní automatické korekce koncepčního driftu. Na závěr jsou popsány dosažené výsledky a jejich diskuze.
|
|
|
Analýza horizontálního přenosu genetických komponent pomocí statické síťové analýzy
Labanava, Anastasiya ; Jurečková, Kateřina (oponent) ; Schwarzerová, Jana (vedoucí práce)
Bakalářská práce se věnuje problematice horizontálního přenosu genetických elementů mezi bakteriemi různých kmenů a implementaci softwarové analýzy, která umožní identifikaci genů, přenesených horizontálně. Použité balíčky a nástroje byly testovány na datasetu genomů bakterií několika kmenů. Teoretická část práce je věnována detailnímu popisu přenosu genetických elementů mezi bakteriemi a také jsou v ní popsány některé moderní laboratorní techniky umožňující sekvenaci genomů různými způsoby. V praktické části se práce zabývá předzpracováním genomických souborů za účelem získání vhodného formátu dat pro následnou anotaci. Pro detekci horizontálního přenosu genetických komponent mezi jednotlivými bakteriemi je představen vlastní skript, který anotované baktérie seřazuje do tabulek a hledá v jejích genomech stejné geny, které dle teoretických předpokladů byli přeneseny horizontálním způsobem. Dále je detekovaný přenos genů vizualizován pomocí nástrojů, které graficky znázorňují fylogenetické vztahy mezi bakteriemi. V posledním kroku jsou mobilní genetické elementy vizualizovány pomocí sítí a na základě jejich statické analýzy je provedena diskuse k výsledkům přesnosti a úspěšnosti navrhnuté analýzy.
|
|
|
Dynamic metabolomic prediction from genetic variation
Nemčeková, Petra ; Weckwerth, Wolfram (oponent) ; Schwarzerová, Jana (vedoucí práce)
Hordeum vulgare, like many other crops, suffers from the reduction of genetic diversity caused by climate changes. Therefore, it is necessary to improve the performance of its breeding. Nowadays, the area of interest in current research focuses on indirect selection methods based on computational prediction modeling. This thesis deals with dynamic metabolomic prediction based on genomic data consisting of 33,005 single nucleotide polymorphisms. Metabolomic data include 128 metabolites belonging to 25 Halle exotic barley families. The main goal of this thesis is to create dynamic metabolomic predictions using different approaches chosen from relevant publications. The created models can be helpful for the prediction of phenotype or for revealing important traits of Hordeum vulgare.
|
|
|
Segmentace ultrazvukových sekvencí
Schwarzerová, Jana ; Odstrčilík, Jan (oponent) ; Mézl, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá základním popisem ultrasonografie, principem kontrastního zobrazení a aplikací segmentačních metod v ultrasonografické problematice. Z uvedených segmentačních metod byly některé metody vybrány a implementovány v programu Matlab verze R2015b. Algoritmy byly testovány na uměle vytvořených datech, na ultrazvukových fantómech i na reálných ultrazvukových obrázcích. Následně byla práce rozšířena na segmentaci ultrazvukových sekvencí.
|
|
|
Koncept drift v metabolomické analýze
Koštoval, Aleš ; Provazník, Ivo (oponent) ; Schwarzerová, Jana (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou strojového učení, konkrétně analýzou drift konceptu. Jedná se o nechtěný jev, který lze detekovat v predikčních modelech. Pomocí detekce s následnou korekcí drift konceptu se predikční modely stávají spolehlivějšími a jsou schopny adekvátně reagovat na vstupní data reprezentující dynamickou informaci. Za vhodného reprezentanta těchto dat lze považovat metabolomická data. Metabolomická data a jejich analýza může pomoc k včasné detekci nemocí jako je diabetes mellitus, či rakovina. V první části práce jsou popsány teoretické poznatky z oblasti analýzy drift konceptu a metabolomické analýzy. Druhá část pojednává o postupu modelování predikčních klasifikátorů a implementaci algoritmů pro detekci drift konceptu. Praktická část práce byla realizována v programovacím jazyce Python. Na závěr jsou v rámci druhé časti popsány dosažené výsledky a jejich diskuze.
|
|
|
Gene regulation in Clostridium beijerinckii NRRL B-598
Schwarzerová, Jana ; Jurečková, Kateřina (oponent) ; Sedlář, Karel (vedoucí práce)
The master’s thesis deals with the study of gene regulatory in Clostridium beijerinckii NRRL B-598 for inference gene regulatory network for C. beijerinckii NRRL B-598. The theoretic part describes basic nomenclature gene regulatory with the main focus on gene regulatory networks nomenclature. Laboratory methods which serve to obtain suitable gene describing express data are described there. These data are based on the study of gene regulatory and inference gene regulatory networks. The thesis is mainly focused on the RNA-Seq technology and brief description of laboratory data which were gathered using the strain C. beijerinckii NRRL B-598. In the practical part of the thesis pre-processing of these raw laboratory data and following gene regulatory research is performed which focuses on inference operons and creating first gene regulatory networks for C. beijerinckii NRRL B-598 using different approaches.
|
|
|
Odvození operonových struktur v rámci celogenomové analýzy
Nejezchlebová, Julie ; Jurečková, Kateřina (oponent) ; Schwarzerová, Jana (vedoucí práce)
Bakalářská práce se věnuje problematice odvození operonových struktur a vytvoření softwarového nástroje, který umožní predikci operonových struktur. Nástroj jednak predikuje operony na základě genové expresní informace, ale také upřesní již predikované operony o genovou expresní informaci. Nástroj je testován na bakteriích Escherichia coli BW25113 a Clostridium beijerinckii NRRL B-598. Teoretická část je věnována popisu struktury a funkce operonu, sekvenování genomu, analýze transkriptomu, bakteriím Escherichii coli BW25113, Clostridium beijerinckii NRRL B-598 a již dostupným online nástrojům pro odvození operonových struktur. V praktické části se práce zabývá předzpracováním surových transkriptomických dat, za účelem získání vhodného formátu pro predikci operonových struktur, testováním online nástrojů a samotné implementaci vlastního nástroje.
|
|
|
Detailní analýza genů rezistence na antibiotika a těžké kovy a znaků horizontálního přesosu genů u zástupců anaerobních bakterií
Vancová, Kateřina ; Schwarzerová, Jana (oponent) ; Čejková, Darina (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá detailní analýzou genů rezistence na antibiotika a těžké kovy a znaků horizontálního přesosu genů u zástupců anaerobních bakterií. Antimikrobiální rezistence (AMR) u bakterií je celosvětově rostoucí hrozbou pro veřejné zdraví. U těchto bakterií jsou geny AMR často spojeny s mobilními genetickými elementy (MGE), které pod- porují jejich mobilitu a umožňují jim rychlé šíření mezi různými bakteriemi. V práci je popsán horizontální přenos genetické informace, problematika antimikrobiální rezistence a databáze pro detekci genů AMR a MGE. Poté byla provedena detekce a analýza genů AMR a MGE u zástupců anaerobních bakterií. Téměr polovina z nich obsahovala alespoň 1 gen AMR, celkem 112 různých genů. Poté bylo detekováno 66 různých MGE, 4 z nich přenášely 6 různých detekovaných genů AMR.
|
|
|
Detailní analýza genů rezistence na antibiotika a těžké kovy a znaků horizontálního přesosu genů u zástupců anaerobních bakterií
Vancová, Kateřina ; Schwarzerová, Jana (oponent) ; Čejková, Darina (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá detailní analýzou genů rezistence na antibiotika a těžké kovy a znaků horizontálního přesosu genů u zástupců anaerobních bakterií. Antimikrobiální rezistence (AMR) u bakterií je celosvětově rostoucí hrozbou pro veřejné zdraví. U těchto bakterií jsou geny AMR často spojeny s mobilními genetickými elementy (MGE), které pod- porují jejich mobilitu a umožňují jim rychlé šíření mezi různými bakteriemi. V práci je popsán horizontální přenos genetické informace, problematika antimikrobiální rezistence a databáze pro detekci genů AMR a MGE. Poté byla provedena detekce a analýza genů AMR a MGE u zástupců anaerobních bakterií. Téměr polovina z nich obsahovala alespoň 1 gen AMR, celkem 112 různých genů. Poté bylo detekováno 66 různých MGE, 4 z nich přenášely 6 různých detekovaných genů AMR.
|
host ::
RSS.