|
|
Mutační a substituční tempo u sexuálních a klonáních forem: možný klíč k vysvětlení persistence sexu u modelové skupiny sekavců?
Röslein, Jan ; Janko, Karel (vedoucí práce) ; Rothová, Olga (oponent) ; Reifová, Radka (oponent)
NÁZEV: Mutační a substituční tempo u sexuálních a klonáních forem: možný klíč k vysvětlení persistence sexu u modelové skupiny sekavců? AUTOR: Jan Röslein KATEDRA (ÚSTAV): Ústav živočišné fyziologie a genetiky AVČR, v.v.i. VEDOUCÍ PRÁCE: Mgr. Karel Janko, Ph.D. ABSTRAKT: Předmětem diplomové práce je testování několika hypotéz o evoluci asexuálního rozmnožování u modelové skupiny ryb rodu sekavec a jeho udržení při vzájemné kompetici sexuálních a asexuálních forem, čímž se dotkne jedné z nejstarších a zároveň nevyřešených otázek biologie. Konkrétně se práce zabývá otázkou akumulace nesynonymních mutací, jejichž zrychlená akumulace v genomu klonálních linií teoreticky vede ke zvýšené extinkci oproti sexuálně se množícím populacím (tzv. teorie Mullerovy rohatky a Kondrashovovy sekerky). Diplomová práce je založena na sekvenačních datech normalizované cDNA tkáně oocytů a jater, která posloužila jako základní matrice pro vytvořený transkriptom a dat nenormalizované cDNA sekvenace (RNAseq), jež posloužily k validaci získaných polymorfismů, detekci diferenciální exprese a alelově specifické exprese (ASE) hybridních biotypů. Diplomová práce tedy nastiňuje široké spektrum hypotéz týkajících se evoluce hybridních linií rodu sekavec, dále též následků, vlivů polyplidizace a hybridizace na transkriptom. Výsledky...
|
|
|
Genetické mapování u rodu Xenopus
Seifertová, Eva
Mezi nejvýznamnější modelové organizmy v oblasti vývojové biologie patří bezesporu obojživelník Xenopus tropicalis. Jeho dřívější využití především v embryologickém výzkumu je v současnosti vytlačováno studiemi genetického a genomického charakteru. X. tropicalis má deset párů chromozómů v diploidním genomu a proto je pro tento typ výzkumu velmi vhodný. V posledních deseti letech byl jeho genom osekvenován, několikrát sestaven, vznikla provizorní genetická mapa a byla vytvořena i BAC knihovna mnohonásobně pokrývající genom. Přes veškeré úsilí se u tohoto druhu doposud nepodařilo sestavit kompletní mapu genomu. Ten i nadále zůstává organizován ve formě scaffoldů, které mají často neznámou polohu a i jejich sestavení zůstává i nadále sporné. Náš výzkum byl zaměřen na kompletaci genomu u druhu Xenopus tropicalis a na nové přístupy, které by bylo možné využít i u jiných druhů. Nejprve byla na základě vazebné analýzy a zjištěné fyzické polohy markerů sestavena genetická mapa. Ta nebyla zcela kompletní- nezahrnovala krátké raménko chromozómu 2 a rovněž 15 cM z p raménka chromozómu 7. Protože bylo zaplnění těchto oblastí klasickými metodami velmi obtížné, nebo ještě pravděpodobněji zcela nemožné, byla vynalezena nová metoda pro genetické mapování. Ta zahrnuje mikrodisekci zvolené oblasti, celogenomovou...
|
|
|
Genetické mapování u rodu Xenopus
Seifertová, Eva ; Krylov, Vladimír (vedoucí práce) ; Ráb, Petr (oponent) ; Marec, František (oponent)
Mezi nejvýznamnější modelové organizmy v oblasti vývojové biologie patří bezesporu obojživelník Xenopus tropicalis. Jeho dřívější využití především v embryologickém výzkumu je v současnosti vytlačováno studiemi genetického a genomického charakteru. X. tropicalis má deset párů chromozómů v diploidním genomu a proto je pro tento typ výzkumu velmi vhodný. V posledních deseti letech byl jeho genom osekvenován, několikrát sestaven, vznikla provizorní genetická mapa a byla vytvořena i BAC knihovna mnohonásobně pokrývající genom. Přes veškeré úsilí se u tohoto druhu doposud nepodařilo sestavit kompletní mapu genomu. Ten i nadále zůstává organizován ve formě scaffoldů, které mají často neznámou polohu a i jejich sestavení zůstává i nadále sporné. Náš výzkum byl zaměřen na kompletaci genomu u druhu Xenopus tropicalis a na nové přístupy, které by bylo možné využít i u jiných druhů. Nejprve byla na základě vazebné analýzy a zjištěné fyzické polohy markerů sestavena genetická mapa. Ta nebyla zcela kompletní- nezahrnovala krátké raménko chromozómu 2 a rovněž 15 cM z p raménka chromozómu 7. Protože bylo zaplnění těchto oblastí klasickými metodami velmi obtížné, nebo ještě pravděpodobněji zcela nemožné, byla vynalezena nová metoda pro genetické mapování. Ta zahrnuje mikrodisekci zvolené oblasti, celogenomovou...
|
|
|
Mykobiom lidského trávicího traktu ve zdraví a nemoci
Galanová, Natalie ; Kolařík, Miroslav (vedoucí práce) ; Hudcovic, Tomáš (oponent)
Práce komplexním způsobem shrnuje poznatky o mykobiomu trávicího traktu člověka. Podává tak přehled o výskytu, diverzitě a četnosti hub v jednotlivých částech trávicí trubice, faktorech určujících složení jejích společenstev, interakcích s imunitním systémem, ostatními mikroby i mezi jednotlivými členy houbové komunity. Stručně naznačuje používanou metodologii při studiu daného předmětu spolu s výhodami jednotlivých postupů. Shrnuje a diskutuje současné znalosti o přirozeném mykobiomu, který se podílí na efektivním fungování organismu a to i v případech, kdy se tento podílí na vzniku a udržování stavu disbalance. Pro rod Candida, dominantní gastrointestinální rod, je shrnuta ekologie i podrobnější interakce s okolím. Střevní mykobiota je dle posledního výzkumu považována za důležitý faktor ve vývoji některých lokálních onemocnění, k nimž patří také idiopatické střevní záněty, ulcerózní kolitida a Crohnova choroba, nebo syndrom dráždivého tračníku. Ovšem také různá zdánlivě nesouvisející onemocnění jsou v posledních letech spojována se změnou ve střevním mykobiomu. Navíc se střevní komunita svou imunogenní podstatou podílí i na vzniku obraných reakcí v jiných částech těla. Klíčová slova: mykobiom, mikrobiota, sekvenování nové generace, ITS rDNA, diverzita, idiopatické střevní záněty, dráždivý tračník
|
|
|
Mitogenomická fylogeografie a adaptivní evoluce norníka rudého Clethrionomys glareolus
Filipi, Karolína ; Kotlík, Petr (vedoucí práce) ; Munclinger, Pavel (oponent)
Práce je součástí projektu sekvenování genomu a transkriptomu norníka rudého (Clethrionomys glareolus). Význam selekce v evoluci mitochondriální DNA (mtDNA) je předmětem časté diskuse; zatímco některé studie nenašly důkazy, že by selekce významně ovlivnila fylogeografii studovaných druhů, jiné studie naopak adaptivní evoluci mtDNA přikládají velký význam. Norník rudý je hlavním modelem, na kterém studujeme adaptaci na klimatické změny. Jako v případě jiných druhů byla dosud fylogeografie norníka hodnocena na základě variability malé části mtDNA. Cílem mé práce ale bylo osekvenovat celou kódující část mitochondriálního genomu zástupců hlavních linií mtDNA norníka s využitím Sangerovy metody a technologie Illumina, a na příkladu tohoto druhu zhodnotit význam selekce a adaptace v evoluci a fylogeografii. Ačkoli adaptivní evoluce v mtDNA patrně nehrála klíčovou roli při postglaciální kolonizaci Evropy, známky adaptace v mtDNA norníka nalézt můžeme - identifikovala jsem záměnu aminokyseliny s možným funkčním významem a některé populace nacházející se na okrajích areálu rozšíření (severním a jižním) vykazují signifikantní změny fyzikálně-chemických vlastností proteinů kódovaných v mtDNA. Klíčová slova: adaptace, molekulární evoluce, populační genetika, sekvence DNA, mitochondriální DNA, mtDNA, cDNA,...
|
|
|
Genom enterovirů z dětské stolice: kombinace next-generation a klasického Sangerova sekvenování
Holková, Kateřina ; Cinek, Ondřej (vedoucí práce) ; Schierová, Michaela (oponent)
Cílem této práce je vývoj strategie pro vyhodnocování dat z next-generation sekvenování. Pomocí bioinformatických nástrojů (programu Galaxy, Velvet, Enterovirus genotyping tool) jsme optimalizovali metodu pro zpracování těchto dat. Analyzovali jsme 22 vzorků. Deset z těchto vzorků bylo pěstováno na buněčných kulturách, zbylých dvanáct pochází z reálných vzorků stolic. Všechny vzorky pocházejí od jednotlivců, kteří jsou geneticky predisponovaní k diabetu 1. typu a všechny byly pozitivní na enterovirus. Enteroviry a jejich infekce jsou po dlouhou dobu považovány za vážné kandidáty, kteří mohou být zapojeni do etiologie onemocnění diabetu 1. typu, což je onemocnění končící absolutním deficitem insulínu v důsledku autoimunitní destrukce beta buněk pankreatu. Genetická složka tohoto onemocnění se zdá být poměrně dobře definována (HLA, INS, CTLA4, PTPN22, CTLA4, IFIH1 a mnoho dalších genů), environmentální část etiologie zůstává nejasná. Dokázali jsme sestavit 22 genomů de novo, avšak s četnými mezerami mezi jednotlivými kontigy. U prvních devíti vzorků jsme tyto mezery překlenuli pomocí Sangerova sekvenování. Tímto způsobem jsme sestavili 9 celých virových genomů. Hlavním přínosem této práce je vytvoření univerzálního postupu analýzy dat z next- generation sekvenování, který se již používá pro další...
|
|
|
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).
|
|
|
Porovnání eukaryotních genomů
Puterová, Janka ; Vogel, Ivan (oponent) ; Martínek, Tomáš (vedoucí práce)
Hlavním motivem pro vznik této diplomové práce byla potřeba kvalitních bioinformatických nástrojů, které slouží na porovnávání genomů a vylepšení jednoho z existujících nástrojů - RepeatExplorer. Práce přináší přehled transposibilních elementů v DNA, existujících nástrojů určených pro identifikaci a analýzu repetic v nasekvenovaných genomech. V práci jsou popsány nedostatky nástroje RepeatExplorer se zaměřením na komparativní analýzu genomů. Byly navrženy a implementovány dvě řešení k odstranění těchto nedostatků. První řešení je určeno na porovnávání dvojic genomů. Princip tohoto řešení je založen na porovnávání podobnosti rozložení pokrytí contigů prostřednictvím Kolmogorov-Smirnova testu, díky čemu víme určiť rozdílné místa v genomech. Druhé řešení, které slouží k porovnávání více genomů, je založeno na metodě mapování readů porovnávaných genomů na contigy referenčního genomu a poskytuje grafy s pokrytím contigů, pomocí kterých víme určit variabilitu repetic. Funkčnost byla ověřena na reálných NGS datech organizmu Silene latifolia.
|
|
|
Differential Gene expression using a negative binomial model
Janáková, Tereza ; Tkacz, Ewaryst (oponent) ; Abo Khayal, Layal (vedoucí práce)
The main goal of this master thesis is to carry out the analysis of differential gene expression using a negative binomial model. The first part is devoted to theoretical basis, discusses the RNA sequencing, Next-Generation Sequencing (NGS), the benefits and applications, and FASTAQ format. The second part is the practical part, there was chosen a suitable data set of genes, that will be later analyzed, and the relevant data was downloaded. This data was aligned to the human genome version 37 by Burrows-Wheeler transform and the SAM formatted files were created using the Bowtie mapper. The SAM formatted files were sorted by SAMtools. In the following part of this work was created an annotation object of target genes using Ensembl´s BioMart service and Matlab (version R2013b). Next, digital gene expression was determined and library size factor was estimated. In the end the negative binomial distribution parameters were estimated and data was tested for a differential gene expression.
|
|
|
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.