Tento kurz bude rozdělen na tradiční přednáškovou část zahrnující teoretické znalosti (x7 ~2h přednášek), což představuje 35 % závěrečné známky (hodnoceno zkouškou s výběrem otázek na konci semestru), a na praktické (počítačové) lekce (x5 ~2h každá), v nichž se budou řešit (a hodnotit) úlohy na řešení problémů relevantních pro kurz, což představuje 65 % závěrečné známky. Obsah kurzů: - Úvod do "genomu" (definice genomu/genetického materiálu, typy a rozmanitost genomu v biologii, ústřední dogma genom-transkriptom-proteom, struktura genomu, tj. pojem genů, regulačních elementů a repetitivní DNA, organizace genomu, tj. chromozomy a histony/chromatin, replikace DNA). - Historický přehled prvních "genomických" metod . Úvod do sekvenování nukleových kyselin z historického hlediska; první organismy - bakteriofágy (MS2 PhiX174), bakterie (E. coli), první eukaryotické genomy. Sekvenování lidského genomu. Jednotlivé výzkumné skupiny vedené sekvenováním DNA specifických lokusů složitějších organismů. Vytvoření společných databází pro tyto informace - potřeba konsolidovat a koordinovat úsilí v oblasti sekvenování DNA. - Rozšíření sekvenování DNA za účelem řešení větších genomů (využití projektu lidského genomu jako případové studie). - Historická perspektiva a veřejné versus soukromé iniciativy. Techniky používané k provádění rozsáhlého sekvenování, sekvenování genomu modelových organismů - které, jak a proč? Vytváření syntetických organismů (Craig Venter). - Interpretace sekvenovaného genomu - identifikace genů/ transkriptů v sekvenci a jejich katalogizace - zrod "bioinformatiky". Databáze, vývoj sofistikovanějších prohlížečů genomu s rostoucím množstvím anotací. "Genové karty" a informační funkce specifické pro daný gen a používání vyhledávání BLAST k identifikaci experimentálně získaných sekvencí oproti referenční sekvenci genomu. Praktické příklady vyhledávání genomu v lidském genomu. - Evoluce genomu, historické koncepce evoluce genomu, evoluční síly, které utvářejí strukturu a obsah genomů, změny v genomech související s životní historií organismů. - Aplikace genomiky na laboratorních pracovištích (vývoj četných experimentálních strategií, např. původně založených na microarray, nyní založených na nových rozsáhlých sekvenačních technologiích) - zahrnutí relevantních příkladů případových studií, např. mezinárodního konsorcia ENCODE. - ukládání, vyhledávání a interpretace dat/výsledků genomických experimentů na pracovišti - křížové odkazy na naše experimentální databáze a webové zdroje. Obsah praktických cvičení: Počítačová cvičení pro řešení problémů - přístup k on-line prohlížečům genomů a úložištím genomických dat.
|
-
Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity. Zaremba-Nedzwiecka et al. 2017. Nature 541, 353-358.
-
Assemblathon 2: evaluating de novo methods of genome assembly in three vertebrate species. Bradnam KR et al. 2013 Gigascience. 22;2(1).
-
David P. Clark: Molecular Biology Understanding the Genetic Revolution, Academic Cell.
-
Distinct and predictive chromatin signatures of transcriptional promoters and enhancers in the human genome. Heintzman ND, Stuart RK, Hon G, Fu Y, Ching CW, Hawkins RD, Barrera LO, Van Calcar S, Qu C, Ching KA, Wang W, Weng Z, Green RD, Crawford GE, Ren B. Nat Genet. 2007 Mar;39(3):311-8. Epub 2007 Feb 4.
-
ENCODE whole-genome data in the UCSC Genome Browser. Rosenbloom KR, Dreszer TR, Pheasant M, Barber GP, Meyer LR, Pohl A, Raney BJ, Wang T, Hinrichs AS, Zweig AS, Fujita PA, Learned K, Rhead B, Smith KE, Kuhn RM, Karolchik D, Haussler D, Kent WJ. Nucleic Acids Res. 2010 Jan;38(Database issue):D620-5. Epub 2009 Nov 17.
-
Evolution and metabolic significance of the urea cycle in photosynthetic diatoms. Allen et al. 2011.Nature 473, 203-207.
-
Functional diversity for REST (NRSF) is defined by in vivo binding affinity hierarchies at the DNA sequence level. Bruce AW, López-Contreras AJ, Flicek P, Down TA, Dhami P, Dillon SC, Koch CM, Langford CF, Dunham I, Andrews RM, Vetrie D. Genome Res. 2009 Jun;19(6):994-1005. Epub 2009 Apr 28.
-
Genome reduction as the dominant mode of evolution. Wolf Y, Koonin EV. 2013. Bioessays 35 (9):829-837.
-
Genome-wide prediction of conserved and nonconserved enhancers by histone acetylation patterns. Roh TY, Wei G, Farrell CM, Zhao K. Genome Res. 2007 Jan;17(1):74-81. Epub 2006 Nov 29.
-
Genome-wide relationship between histone H3 lysine 4 mono- and tri-methylation and transcription factor binding. Robertson AG, Bilenky M, Tam A, Zhao Y, Zeng T, Thiessen N, Cezard T, Fejes AP, Wederell ED, Cullum R, Euskirchen G, Krzywinski M, Birol I, Snyder M, Hoodless PA, Hirst M, Marra MA, Jones SJ. Genome Res. 2008 Dec;18(12):1906-17. Epub 2008 Sep 11.
-
Genomic approaches uncover increasing complexities in the regulatory landscape at the human SCL (TAL1) locus. Dhami P, Bruce AW, Jim JH, Dillon SC, Hall A, Cooper JL, Bonhoure N, Chiang K, Ellis PD, Langford C, Andrews RM, Vetrie D. PLoS One. 2010 Feb 5;5(2):e9059.
-
High-resolution profiling of histone methylations in the human genome. Barski A, Cuddapah S, Cui K, Roh TY, Schones DE, Wang Z, Wei G, Chepelev I, Zhao K. Cell. 2007 May 18;129(4):823-37.
-
https://genohub.com/next-generation-sequencing-guide/.
-
Identification of the REST regulon reveals extensive transposable element-mediated binding site duplication. Johnson R, Gamblin RJ, Ooi L, Bruce AW, Donaldson IJ, Westhead DR, Wood IC, Jackson RM, Buckley NJ. Nucleic Acids Res. 2006;34(14):3862-77. Epub 2006 Aug 9.
-
Prediction of regulatory elements in mammalian genomes using chromatin signatures. Won KJ, Chepelev I, Ren B, Wang W. BMC Bioinformatics. 2008 Dec 18;9:547.
-
The landscape of histone modifications across 1% of the human genome in five human cell lines. Koch CM, Andrews RM, Flicek P, Dillon SC, Karaöz U, Clelland GK, Wilcox S, Beare DM, Fowler JC, Couttet P, James KD, Lefebvre GC, Bruce AW, Dovey OM, Ellis PD, Dhami P, Langford CF, Weng Z, Birney E, Carter NP, Vetrie D, Dunham I. Genome Res. 2007 Jun;17(6):691-707.
-
The origin and early evolution of eukaryotes in the light of phylogenomics. Koonin EV. 2010. Genome Biology 11:209.
-
Tracing the peopling of the world through genomics. Nielsen et al. 2017. Nature 541, 302-310.
|