Techniki w genomice i transkryptomice 1000-718TGT

Zarówno wykłady jak i ćwiczenia będą podzielone na trzy bloki tematyczne: (1) Genomika, (2) Transkryptomika oraz (3) Metagenomika i metatranskryptomika. Zajęcia obejmą zarówno zagadnienia planowania, jak i przeprowadzania eksperymentów, oraz wybrane metody analizy danych i ich wykorzystanie.

Blok I Genomika
1. Sekwencjonowanie genomów de novo a re-sekwencjonowanie – założenia metodyczne (np. populacja czy osobnik), cele, techniki sekwencjonowania i sposoby składania.
2. Ocena jakości złożenia – techniczna i biologiczna, ocena kompletności genomu, możliwości wykorzystania danych o różnej jakości.
3. Adnotacja genomów – przewidywanie genów i funkcji. Przewidywanie elementów niekodujących, struktury genów oraz adnotacja funkcjonalna.
4. Sekwencjonowanie genomów pojedynczych komórek w badaniach biomedycznych i środowiskowych.
5. Wybrane zagadnenia dotyczące: analiz wielkoskalowych w badaniach struktury chromatyny, analizy epigenomów, czy też genomiki populacyjnej.

Blok II Transkryptomika
1. Eksperymenty RNA-seq (analiza mRNA, totalnego RNA, miRNA). Możliwości analizy w oparciu o genom referencyjny oraz de novo. Analiza transkryptomów SS (strand specific). Sekwencjonowanie długich niekodujących RNA i bezpośrednie sekwencjonowanie RNA.
2. Składanie transkryptomu i adnotacja transkryptomu, ocena jakości złożenia, poziomu kontaminacji i kompletności. Adnotacja funkcjonalna transkryptomu. Wykrywanie izoform.
3. Analiza ekspresji genów i analiza genów różnicowo wyrażanych. Wykorzystanie unikalnych znaczników molekularnych (Unique Molecular Identifier) w ocenie ekspresji genów.
4. Sekwencjonowanie transkryptomów pojedynczych komórek w badaniach biomedycznych i środowiskowych.
5. Analiza genomu a analiza transkryptomu – kiedy wybrać, którą technikę i jak wyniki z sekwencjonowania genomu i transkryptomu się uzupełniają np. wykorzystanie transkryptomu do adnotacji, wykorzystanie genomu do składania transkryptomu, detekcja genów fuzyjnych.

Blok III Metagenomika i metatranskryptomika
1. Składanie metagenomów (złożenia z pojedynczych prób i złożenia całych danych) i poszukiwanie genów w danych metagenomowych. Analiza grafów złożeń de novo – teoria i przykłady zastosowań (np. dekonwolucja szczepów). Analiza metagenomów: adnotacja taksonomiczna, automatyczne binowanie i manualna obróbka genomów z metagenomów.
2. Metody uczenia maszynowego w metagenomice.
3 Składanie i analiza metatranskryptomów.
4. Rekonstrukcja sieci metabolicznych i relacji metabolicznych między organizmami oraz przepływu metabolitów (ang. flux balance analysis)
5. Łączenie różnych rodzajów danych, zalety i ograniczenia (analizy pangenomów, integracja danych amplikonowych i genomowych, integracja danych metatranskryptomowych i genomowych)