|
|
Bioinformatic Tool for Estimation of Abundances of Bacterial Functional Molecules in Biological Samples Based on 16S rRNA Metagenomic Data
Bieliková, Michaela ; Hon, Jiří (oponent) ; Smatana, Stanislav (vedoucí práce)
Humans are host to an enormous variety of microbes, bacterial, archaeal, fungal, and viral. Some of these can cause serious diseases, but others, particularly gut microbiome, are essential to human life. Unfortunately, gut microbiome is not well documented, since it contains thousands of different kinds of bacteria most of which cannot be cultivated in laboratories, and we do not know all of its functions. The recent solution to this problem seems to be high-throughput sequencing in combination with bioinformatics tools for functional profile prediction. In this thesis, bioinformatics tools for functional profile prediction will be introduces, along with their advantages and disadvantages. The goal of this thesis is to create a new tool for functional profile prediction, which can either employ a consensus of the existing tools, or can be a brand new tool inspired by these.
|
|
|
Bioinformatický nástroj pro anotaci transposonů
Jenčo, Michal ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Puterová, Janka (vedoucí práce)
Táto práca poskytuje teoretické východiská pre návrh nového bioinformatického nástroja pre anotáciu transpozónov so zameraním na ich prídavné štruktúrne prvky. Sú v nej z biologického hľadiska popísané transpozóny, mobilné elementy v DNA, ich rozdelenie a vnútorná štruktúra. Ďalej sa zaoberá prehľadom a rozdelením dostupných bioinformatických nástrojov na identifikáciu a anotáciu transpozónov, popisom funkcie a implementácie vybraných z nich. Následne je popísaný návrh a implementácia nového bioinformatického nástroja na vyhľadávanie a anotáciu LTR retrotranspozónov so zameraním na extra ORF a tandemové repetície. Funkcionalita nástroja bola testovaná na genóme A. thaliana. Bolo identifikovaných 95 skupín konzervovaných extra ORF a 10 skupín konzervovaných tandemových repetícií.
|
|
|
Vytipování a sledování exprese genů ovlivňujících syntézu kyseliny hyaluronové ve streptococcus equi subsp. zooepidemicus pomocí technologie dna čipů a real time PCR
Hrudíková, Radka ; Šeda,, Ondřej (oponent) ; Bobek,, Jan (oponent) ; Velebný, Vladimír (vedoucí práce)
Kyselina hyaluronová (HA) je biologicky významnou látkou, která je využívána v potravinářském, farmaceutickém a především kosmetickém průmyslu. Jde o glykos- aminoglykan běžně se vyskytující v lidském těle. Jako jeden z virulentních faktorů ji některé bakteriální kmeny produkují ve formě kapsule. Obaluje bakteriální buňku za účelem ochrany před imunitním systémem napadeného organismu. Jedním z hlavních producentů je Streptococcus equi subsp. zooepidemicus. Tato Gram-pozitivní bakterie je využívána ve společnosti Contipro a.s. k výrobě HA. Produkční kmen CO4A byl získán náhodnou fyzikální mutagenezí. Cílem této práce bylo prostudovat změny v genomu a transkriptomu kmene, které vedly k významnému navýšení produkce HA. Genom kmene CO4A byl osekvenován a porovnán s referenčním kmenem ATCC35246 [1]. Velikost genomu je 2 167 251 bp a bylo v něm identifikováno 83 relevantních variant (59 SNV a 34 indelů). Varianty v kódujících oblastech byly anotovány a byly také určeny změny aminokyselinové sekvence. U SNV mutací došlo ke změně aminokyselinové sekvence v 45 případech, u indel mutací byla změna aminokyselinové sekvence identifikována vždy. U obou kmenů byla sledována míra exprese vybraných skupin genů metodou DNA čipů. U kmene CO4A byla pozorována kaskáda zvýšené míry exprese genů metabolismu aminocukrů, vedoucí k syntéze UDP-N-acetylglukosaminu (navýšení exprese u těchto genů v porovnání s ATCC35246 bylo v průměru o 28 %). Následně byla míra exprese vybraných genů ověřována real-time PCR (qPCR). Zde nebyl identifikován signifikantní rozdíl míry exprese u genů has operonu u obou kmenů. Metodou qPCR byl sledován také vliv suplementace kultivačního média N-acetylgukosaminem (GlcNAc), který je jedním z prekurzorů syntézy HA. Byl zaznamenán pozitivní vliv suplementace kultivačního média externím GlcNAc na expresi vybraných skupin genů a také na výtěžek HA z média po ukončení kultivace u kmene CO4A (nárůst výtěžku v průměru o 17 %). U kmene ATCC35246 byl sledován pozitivní vliv na výtěžek HA z kultivací (nárůst výtěžku v průměru o 9 %), ale nebyla zjištěna signifikantní změna míry exprese u vybraných skupin genů.
|
|
|
Výpočet atributů pro předpověď důsledku mutace na funkci proteinu
Šinkora, Jan ; Filák, Jakub (oponent) ; Jaša, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou z oblasti bioinformatiky, algoritmů a datových typů a strojového učení. Základem práce jsou již existující aplikace Caver a Deleterious, na jejichž vývoji se podíleli studenti Fakulty informatiky Masarykovy univerzity a Fakulty informačních technologíí Vysokého učení technického v Brně. Aplikace Deleterious slouží k získávání a výpočtu atributů proteinů důležitých k predikci vlivu mutace proteinu na jeho výslednou funkci a Caver je program pro hledání tunelů v prostorovém modelu proteinu. Výsledkem má být rozšíření těchto aplikací o výpočet nových atributů, které mohou přispět ke zlepšení přesnosti predikce. Přidané atributy souvisí s hledáním a měřením kapes proteinu.
|
|
|
Analýza změn genomu C. necator po evoluční adaptaci
Kroupa, Štěpán ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá analýzou mutačních změn bakteriálních populací Cupriavidus necator H16 po evoluci za různých stresových podmínek. Tato analýza byla provedena zpracováním dat z metody sekvenování genomu „Next Generation Sequencing“, která byla provedena externí společností DNALink. Na základě bioinformatického postupu byl sestaven seznam mutačních změn pro každou adaptovanou populaci. Dále byly stanovené mutační změny asociovány s konkrétními oblastmi referenčního genomu Cupriavidus necator H16 z NCBI a analyzovány dle dostupných informací. Na závěr byl diskutován případný vliv stanovených mutací na produkci zásobních polymerů polyhydroxyalkanoátů.
|
|
|
Metody pro vylepšení genomového sestavení založené na signálovém zpracování
Jugas, Robin ; Provazník, Ivo (oponent) ; Sedlář, Karel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá sekvenačními metodami a metodami sestavení genomu s využitím numerických reprezentací. Teoretická část práce popisuje historii objevu DNA, jednotlivé generace sekvenačních metod, samotné metody sestavení genomu a definici numerických reprezentací. Numerické reprezentace slouží pro převod znakové podoby DNA do numerické podoby a umožňují tak využití metod digitálního zpracování signálu. V práci je navržen algoritmus pro sestavení genomu s využitím numerické reprezentace, který je dále otestován na datech sekvencí.
|
|
|
Analýza lokálních struktur DNA
Dvořák, Josef
Tato práce se zabývá návrhem a implementací modelu na bazi umělé inteligence, který bude sloužit ke klasifikaci DNA sekvencí. V první části budou zmíněna stávající řešení, ve druhé části je pak uvedena samotná implementace řešení. Nad řešením bude provedena diskuze a budou zmíněna možná vylepšení nad tímto řešením.
|
|
|
Bioinformatics analysis of sequences required for localization of RNA during development
Naraine, Ravindra ; Šindelka, Radek (vedoucí práce) ; Fulková, Helena (oponent) ; Tichý, Boris (oponent)
Vývoj komplexního organismu po spojení dvou buněk (vajíčka a spermie) je jedním z fascinujících aspektů vývojové biologie. Je známo, že embryogeneze je řízena pomocí prostorové a časové produkce molekul, které tvoří asymetrické gradienty v buňce nebo ve skupině buněk a pomáhají tak regulovat diferenciaci jednotlivých částí vyvíjejícího se embrya. Animálně-vegetativní gradienty transkriptů ve vajíčcích ryb a žab dávají vzniknout první vývojové ose, která je následně využita v tvorbě ektodermu, mezodermu a endodermu. Přes důležitost tohoto procesu je většina vědomostí o distribuci molekul podél animálně-vegetativní osy u obratlovců získána studiem modelu drápatky, založena na několika málo transkriptech a analyzovány jsou zejména póly vajíček. Tato práce doplňuje dosavadní poznatky využitím RNA sekvenování k charakterizaci a srovnání maternálního transkriptomu a jeho rozložení v rámci vajíček čtyř vzdáleně příbuzných modelových organismů - drápatky vodní (Xenopus laevis), axolotla mexického (Ambystoma mexicanum), jesetera malého (Acipenser ruthenus) a dánia pruhovaného (Danio rerio). Nalezli jsme několik animálně-vegetativních gradientů a můžeme je rozdělit do podskupin extrémně animální, animální, centrální, vegetativní a extrémně vegetativní. Existuje velmi nízká shoda u vegetativních transkriptů...
|
|
|
Analýza procesů a implementace nástrojů pro forensní genetickou genealogii
Černohousová, Zuzana ; Hoksza, David (vedoucí práce) ; Stenzl, Vlastimil (oponent)
Forenzní genetická genealogie je nový obor zažívající rozkvět od roku 2018, kdy v americ- kém státě Kalifornie pomohl odhalit sériového vraha přezdívaného Golden State Killer. Využívá komerčních genetickogenealogických databází, které dnes obsahují desítky mili- onů SNP profilů příslušejících osobám po celém světě, jež tyto služby využívají pro pro- pojení s neznámými příbuznými. Jeden SNP profil je sestaven přibližně z 650 000 lokusů, což umožňuje nejen predikci příbuzenského vztahu dvojice osob, ale i určení přesných ge- nomických segmentů, které osoby získaly od společného předka. Od roku 2018 je forenzní genetická genealogie rutinně využívána ve Spojených státech amerických pro identifikaci neztotožněných ostatků a pachatelů násilných trestných činů a o jejím zavedení uvažují i některé evropské státy. Mezi tyto se řadí i Česká republika, Kriminalistický ústav Policie České republiky plánuje vytvořit vlastní databázi SNP profilů a implementovat vlastní genetickogenealogické nástroje pro využití přímo pro forenzní genetickou genealogii. Tato práce si dává za cíl zmapovat problematiku (forenzní) genetické genealogie a popsat ji tak, aby v ní čtenáři poskytovala snadnou orientaci. Součástí práce je také framework pro správu genetickogenealogických dat ve formě konzolové aplikace. 1
|
|
|
Gene expression analysis on a subgene level
Kloda, František ; Fišer, Karel (vedoucí práce) ; Novotný, Marian (oponent)
RNA sekvenování nám umožňuje zkoumat expresi jednotlivých genů v buňkách. Vzniklá data je možné interpretovat na více úrovních, kde každá úroveň poskytuje rozdílný typ informace. Kromě měření exprese celých genů je možné kvantifikovat expresi jednolivých exonů, nebo transkriptů (isoforem genů), což umožňuje podrobnější stadium regulačních mechanizmů. Hlavní rozdíl mezi přístupy je při určování původu krátkých readů. Tento krok je především složitější při analýze exprese jednotlivých transkriptů kvůli velké míře sekvenční podobnosti mezi transkripty pocházejícími ze stejného genu. V této práci jsme popsali jedenáct nástrojů pro analýzu exprese na subgenové úrovni a pro porovnání jsme tři z těchto nástrojů spustili na reálných pacientských datech. Výsledky poskytnuté všemi třemi nástroji byli velmi podobné, nejvýraznější rozdíl byl v čase analýzy.
|
host ::
RSS.