|
|
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.
|
|
|
Identifikace nekódující RNA u Clostridium beijerinckii NRRL B-598 pomocí RNA-Seq dat
Pomykalová, Barbora ; Sedlář, Karel (oponent) ; Jurečková, Kateřina (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce obsahuje stručný úvod do problematiky nekódujících malých RNA u bakterií (sRNA). Zaměřuje se na jejich vlastnosti a funkce v organismu a to konktrétně pro bakterii Clostridium beijerinckii NRRL B-598. Dále obsahuje popis laboratorních metod pro stanovení genové exprese a navrhuje postup pro identifikaci malých nekódujících RNA z dat získaných metodou RNA-Seq, pro zkoumanou bakterii Clostridium beijerinckii NRRL B-598. V neposlední řadě dochází k implementaci navrženého postupu v prostředí MATLAB a zhodnocení výsledků získaných touto metodou.
|
|
|
Překryvy regulonů faktorů sigma RNA polymerázy u Corynebacterium glutamicum
Zíková, Jaroslava ; Pátek, Miroslav (vedoucí práce) ; Sudzinová, Petra (oponent)
Faktor sigma (σ) je součástí enzymového komplexu RNA polymerázy. Tento komplex (označovaný jako holoenzym) zajišťuje rozeznání konvenční (consensus) sekvence promotorů jednotlivých genů a iniciaci transkripce. U bakterie Corynebacterium glutamicum bylo nalezeno sedm faktorů. Genom této bakterie kóduje jeden primární faktor σA a dalších šest alternativních faktorů sigma: σB , σC , σD , σE , σH a σM . Tyto alternativní faktory sigma se exprimují v reakci na změny vnitřního nebo vnějšího prostředí a zajišťují přizpůsobení bakterie růstovým podmínkám. Jsou také jedním z mnoha regulátorů exprese genů na úrovni transkripce. Ve specifických případech je regulace exprese genů způsobena alternativními faktory sigma, které rozeznávají příslušné duální (rozpoznávané alternativně dvěma faktory sigma) nebo překrývající se promotory. Tím se geny řízené těmito promotory dostávají do překrývajících se sigma regulonů. Klíčová slova: Corynebacterium glutamicum, faktor sigma, RNA polymeráza, transkripce, promotor, regulony, RNA-seq, in vitro transkripce, in vivo dvouplazmidový test
|
|
|
Sekvenování transkriptomu pro studium exprese genů u živočichů
Toufar, Jiří
V úvodních kapitolách se práce zabývá co nejlepší analýzou procesu regulace genové exprese, která je esenciálním předpokladem pro pochopení následujících kapitol. Mezi regulace genové exprese patří regulace iniciace transkripce, kontrola elongace transkripce, post-transkripční úpravy a editace RNA. V následujících kapitolách práce pojednává o sekvenování nukleových kyselin, přičemž v této části jsou analyzovány klasické metody sekvenování, sekvenování nové generace jako Illumina sekvenování a nejmodernější metody sekvenování třetí generace jako SMRT-seq nebo Oxford Nanopore. Dále práce obsahuje informace o srovnání vybraných metod. V následující části práce vysvětluje pojem transkriptom a obecný postup experimentu RNA sekvenování včetně izolování jedné buňky, metod sekvenování jedné buňky a sekvenování živočišných tkání. V závěrečných kapitolách se práce věnuje využití RNA sekvenování a metodám RNA-seq pro specifické cíle. V samotném závěru práce byl provedeno srovnání RNA-seq s DNA/RNA čipy.
|
|
|
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.
|
|
|
Transcriptomic Characterization Using RNA-Seq Data Analysis
Abo Khayal, Layal ; Babula, Petr (oponent) ; Lexa,, Matej (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
The high-throughputs sequence technologies produce a massive amount of data, that can reveal new genes, identify splice variants, and quantify gene expression genome-wide. However, the volume and the complexity of data from RNA-seq experiments necessitate a scalable, and mathematical analysis based on a robust statistical model. Therefore, it is challenging to design integrated workflow, that incorporates the various analysis procedures. Particularly, the comparative transcriptome analysis is complicated due to several sources of measurement variability and poses numerous statistical challenges. In this research, we performed an integrated transcriptional profiling pipeline, which generates novel reproducible codes to obtain biologically interpretable results. Starting with the annotation of RNA-seq data and quality assessment, we provided a set of codes to serve the quality assessment visualization needed for establishing the RNA-Seq data analysis experiment. Additionally, we performed comprehensive differential gene expression analysis, presenting descriptive methods to interpret the RNA-Seq data. For implementing alternative splicing and differential exons usage analysis, we improved the performance of the Bioconductor package DEXSeq by defining the open reading frame of the exonic regions, which are differentially used between biological conditions due to the alternative splicing of the transcripts. Furthermore, we present a new methodology to analyze the differentially expressed long non-coding RNA, by finding the functional correlation of the long non-coding RNA with neighboring differential expressed protein coding genes. Thus, we obtain a clearer view of the regulation mechanism, and give a hypothesis about the role of long non-coding RNA in gene expression regulation.
|
|
|
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 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.
|
|
|
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).
|
|
|
Analýza dat ze sekvenování příští generace ke studiu aktivity transposonů v nádorových buňkách
Hrazdilová, Ivana ; Čegan,, Radim (oponent) ; Eduard, Kejnovský (vedoucí práce)
Teoretická část diplomové práce poskytuje stručnou charakteristiku lidských mobilních genetických elementů (transposonů), které tvoří přibližně 50% lidského genomu a jsou schopny “skákat” z místa na místo. Jsou zde popsány základní rozdělení a typy transposonů přítomné v lidském genomu, mechanismy jejich šíření, aktivace a umlčování. Práce se také věnuje tzv. domestikaci transposonů, popisuje způsoby jakými TE přispívají k poškození DNA a shrnuje nemoci způsobené mutagenní aktivitou transposonů v lidském genomu. Závěr teoretické části je věnován technologiím sekvenace příští generace (NGS). V praktické části byla analyzována data z RNA-seq experimentu, pomocí kterých byla srovnána aktivita transposonů v normálních a rakovinných buňkách prostaty a tlustého střeva. K analýze byly použity jak veřejně dostupné sofistikované nástroje (TopHat), tak vlastní skripty. Výsledky dokazují, že u rakovinných buněk dochází ke zvýšené expresi transposonů, což koresponduje s publikovanými výsledky a naznačuje souvislost aktivity transposonů se vznikem rakoviny.
|
host ::
RSS.