Analýza single-cell genomových dat Pyrsonympha sp.

• Název práce v češtině: Analýza single-cell genomových dat Pyrsonympha sp.
• Název v anglickém jazyce: Analysis of single-cell genomic data of Pyrsonympha sp.
• Klíčová slova: Single-cell genomika, predikce genů, funkční anotace, systémová biologie, symbióza, trávení biomasy
• Klíčová slova anglicky: Single-cell genomics, gene prediction, functional annotation, systems biology, symbiosis, biomass degradation
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra parazitologie (31-161)
• Vedoucí / školitel: doc. Mgr. Vladimír Hampl, Ph.D.

Seznam odborné literatury

1: Karnkowska A, Vacek V, Zubáčová Z, Treitli SC, Petrželková R, Eme L, Novák L,
Žárský V, Barlow LD, Herman EK, Soukal P, Hroudová M, Doležal P, Stairs CW,
Roger AJ, Eliáš M, Dacks JB, Vlček Č, Hampl V. A Eukaryote without a
Mitochondrial Organelle. Curr Biol. 2016 May 23;26(10):1274-84. doi:
10.1016/j.cub.2016.03.053. Epub 2016 May 12. PMID: 27185558. 2: Treitli SC, Kolisko M, Husník F, Keeling PJ, Hampl V. Revealing the metabolic
capacity of Streblomastix strix and its bacterial symbionts using single-
cell metagenomics. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Sep 24;116(39):19675-19684.
doi: 10.1073/pnas.1910793116. Epub 2019 Sep 6. PMID: 31492817; PMCID:
PMC6765251.

Předběžná náplň práce

Pyrsonympha představuje rod nekultivovatelných velkých oxymonád (anaerobních bičíkovců) žijící ve střevech termitů Reticulitermes flavipes. Stejně jako jejich příbuzní pravděpodobně neobsahují žádnou mitochondrii. Na druhou stranu nosí na svém povrchu či v cytoplasmě obligátní prokaryotické symbionty. Jejich role v termitím střevě je neznámá, ale předpokládá se, že se účastní procesu trávení biomasy dřeva. Našemu týmu se podařilo metodami single-cell genomics a next generation sequencing získat shotgun čtení z amplifikovaných gDNA několika samostatně izolovaných buněk druhu Pyrsonympha sp. a částečně poskládat její genom a transkriptom a zároveň poskládat genomy prokaryotických symbiontů přítomných na povrchu a uvnitř těchto buněk. Cílem práce bude anotovat geny pro vybrané procesy (např. degradace celulózy a uhlíkový metabolismus) v těchto datech. Predikcí a anotací genů v těchto sadách se můžeme dozvědět podrobnosti o jejich životě ve střevě a vzájemných interakcích.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Pyrsonympha represents a genus of non-cultivable large oxymonad (anaerobic flagellate) living in the gut of the termite Reticulitermes flavipes. Like their relatives, they probably contain no mitochondria. On the other hand, they carry obligate prokaryotic symbionts on their surface or in their cytoplasm. Their role in the termite gut is unknown, but they are thought to be involved in the digestion of wood biomass. Using single-cell genomics and next-generation sequencing, our team was able to obtain shotgun reads from the amplified gDNA of several separately isolated Pyrsonympha sp. cells and partially assemble its genome and transcriptome, as well as assemble the genomes of prokaryotic symbionts present on the surface and inside these cells. The aim of this work will be to annotate genes for selected processes (e.g. cellulose degradation and carbon metabolism) in these data. By predicting and annotating the genes in these sets, we can learn details about their life in the gut and their interactions with each other.