Detail předmětu

Pokročilé metody v bioinformatice

FEKT-MPC-PMBAk. rok: 2024/2025

Předmět je orientován především na získáních praktických dovedností v oblasti bioinformatického zpracování rozsáhlých datových sad. Zaměřuje se především na analýzy bakteriálních genomů a transkriptomů. Pro složitost takových analýz pak přináší i základní pochopení práce s příkazovou řádkou, vytvářeních vlastních pipelines a využití vzdálených výpočtů. To vše při pochopení toho, jak jsou tyto analýzy aplikovatelné na odvození znalosti využitelné v medicíně, biotechnologii či genomovém inženýrství.

Dnešní bioinformatika zpracovává větší množství dat, které není možné provádět na osobních počítačích. Téměř bez výjimky tak spoléhá na vzdálené výpočty na výkonných výpočetních serverech. To vyžaduje využívání plánovače úloh a ve spolupráci se základním skriptováním kódu dává téměř neomezené možnosti v analýze i tzv. nemodelových organismů. Výpočetní analýzy jsou tak využitelné s velkým přesahem v mnoha vědcích disciplínách, především biotechnologii, a to jak medicínské, tak průmyslové.

 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

doc. Mgr. Ing. Karel Sedlář, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Vstupní znalosti

Student, který si zapíše tento předmět, by měl být seznámený s principy algoritmů využívaných v bioinformatice pro analýzu podobnosti sekvencí, jejich skládání do delších úseků, či algoritmů odvozujících informaci z primární struktury sekvence. Také musí chápat základní funkčnost organismů na buněčného úrovni vycházející z centrálního dogma molekulární biologie.

 

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům pokročilé znalosti v oblasti zpracování sekvenačních dat s využitím dávkových úloh a cloudového počítání při využití moderních výpočetních nástrojů tak, aby byli schopní si poskládat vlastní pipelines pro komplexní analýzu genomů.

Absolvent předmětu je schopen:

- pracovat s výpočetními zdroji pomocí dávkových úloh při využití plánovače

- provést pročištění surových sekvenačních dat, a to genomických i transkriptomických

- seskládat kompletní genom a tento anotovat

- provést sledování variant v mutantních či jinak příbuzných genomech

- provést zevrubnou analýzu transkriptomu

 

Základní literatura

Compeau F., Pevzner P.: Bioinformatics Algorithms. Active Learning Publishers, 2015. (CS)
MacLean, D. R Bioinformatics Cookbook. Use R and Bioconductor to perform RNAseq, genomics, data visualization, and bioinformatic analysis. Packt Publishing, 2019. ISBN 978-1789950694 (EN)
Moorhouse M, Barry P: Bioinformatics Biocomputing and Perl: An Introduction to Bioinformatics Computing Skills and Practice. Wiley; 1 edition, 2004. (EN)
Ohlebusch E.: Bioinformatics Algorithms. Oldenbusch Verlag, 2013. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-BTB magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Cvičení na počítači

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Mgr. Ing. Karel Sedlář, Ph.D.

Osnova

1. Úvod, metacentrum, sratoolkit, hodnocení kvality sekvenačních dat

2. Čištění dat, de novo assembly

3. Reference-based assembly, variant calling

4. Anotace genomu

5. RNA-Seq předzpracování, mapování

6. RNA-Seq – count table