|
|
BacSeqer: Read simulator for bacterial RNA-Seq
Fialová, Adéla ; Sedlář, Karel
The RNA-Seq method has become a key tool in transcriptomics, providing deep insight into the genetic functioning of organisms. It is essential for understanding how genes are expressed, for discovering new gene variants and for understanding pathologies at the genetic level. RNA-Seq simulators are great for testing and validating bioinformatics tools, they offer a way to compare different computational algorithms and allow examining different sequencing protocols, parameter settings and sample sizes to ensure the most efficient use of resources. This study introduces BacSeqer, an RNA-Seq simulator specifically designed for bacterial transcriptomes with the aim of producing data that faithfully resembles those obtained in real experiments. It allows to take into account the specificities of the bacterial genome, especially an existence of only exons and their organization in operons that are not normally present in eukaryotes.
|
|
|
Co-expression analysis of small RNAs and untranslated regions in Rhodospirillum rubrum
Heřmánková, Kristýna ; Sedlář, Karel
Bacterial small RNAs (sRNAs) are regulatory elements often mentioned in the context of stress response. So are polyhydroxyalkanoates (PHAs), a possible replacement for conventional plastics, are frequently produced by bacteria facing stress conditions. PHAs then serve as the source of the carbon as well as the defense mechanism against further stress. Here, we present sRNA analysis of PHA-producing bacterium Rhodospirillum rubrum, especially the co-expression analysis of inferred sRNA candidates from RNA-Seq data. Weighted correlation network analysis (WGCNA) was used to compute clusters of genes with similar expression profiles, resulting in 28 modules. Further, the functional annotation of genes in each module was applied and the overall functional profiles were mentioned using a ‘guilt by association’ approach. Additionally, functional enrichment of modules was obtained through overrepresentation analysis (ORA). These results provide an overview of regulatory elements and their predicted functions in R. rubrum, which further unveil its dynamic properties and can help with the assessment of its industrial application.
|
|
|
Simulátor čtení pro bakteriální RNA-Seq
Fialová, Adéla ; Jurečková, Kateřina (oponent) ; Sedlář, Karel (vedoucí práce)
Tato práce se zaměřuje na analýzu bakteriálního genomu, měření jeho exprese především prostřednictvím technologie RNA-Seq a na simulaci RNA-Seq dat. První část práce poskytuje teoretický základ o struktuře bakteriálního genomu, jeho expresi a metodách jejího studia, včetně moderních sekvenačních technik. Pozornost je věnována i několika vybraným simulátorům RNA-Seq dat. V druhé části je představena vlastní implementace simulátoru, navržená pro zohlednění charakteristik bakteriálního genomu, zejména přítomnosti operonů.
|
|
|
Prediction of small RNAs in selected bacterial producers of bioplastics
Heřmánková, Kristýna ; Vítková, Helena (oponent) ; Sedlář, Karel (vedoucí práce)
The utilization of bacteria in biotechnology requires a thorough understanding of the capabilities of the bacteria used to maximise the yield. This is applicable, for example, in the production of bioplastics, where competitiveness with cheaper fossil fuel-based plastics depends also on the price of the process to obtain the desired yield. The insight into regulatory mechanisms of bacteria, such as regulation by small RNAs, which ensures a rapid response to stress conditions in particular, can reveal their characteristics and thus assess their use in biotechnology. This thesis deals with bacterial transcriptomic data sequenced with RNA-Seq. Especially, work is focused on the prediction of small RNAs in provided bacterium, a promising candidate for use in biotechnology. The aim is to gain insight into the regulation by sRNAs in this bacterium, in order to analyze the potential regulation of PHA synthesis by small RNAs, which could expand the insight into the utility of the bacterium for PHA production.
|
|
|
Optimalizace metod detekce mykovirů získaných analýzou NGS dat
PÍCHALOVÁ, Barbora
Celosvětově známým patogenem jsou houby z rodu Armillaria způsobující onemocnění armillaria root disease vyznačující se napadením kořenového systému dřevin, vylamováním bazální části a rozvojem bělavého syrrocia pod kůrou stromů. Při výzkumu tohoto onemocnění bylo již publikováno několik genomových sekvencí mykovirů včetně virů z čeledi Mymonoviridae, Botourmiaviridae, Partitiviridae, Virgaviridae a nově popsané skupiny virů s názvem ambi-like viry. In silico analýzou sekvencí virů získaných pomocí metod NGS byly v izolátech Armillaria spp. z České republiky popsány kromě ambi-like virů a partitivirů i dosud neobjevené viry v tomto rodu a to beny-like viry. Pro potvrzení přítomnosti beny-like virů in vitro byla použita metoda reverzní transkripce s následnou PCR. Celková RNA byla izolována pomocí komerčního kitu a její přítomnost ve vzorcích byla potvrzena elektroforeticky. K navržení trojice primeru Beny F1 a Beny R1, Beny F2 a Beny R2 a BV1 F a BV1 R byla využita sekvence získaná pomocí sekvenační platformy NovaSeq 6000 systému Illumina, ve které byly navrženy potenciální ORF. Primery byly cíleny na nejdelší úsek ORF kódující RdRp, který je nejvíce konzervovaným genem v RNA virech. Úsek DNA získaný reverzní transkripcí byl amplifikován metodou PCR s následnou reamplifikací a na závěr byly vzorky byly vyhodnoceny elektroforeticky na přítomnost ssRNA virů.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.