velikost textu

Lingvisticke přístupy v genomice a lingvistická metafora v biologii

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Lingvisticke přístupy v genomice a lingvistická metafora v biologii
Název v angličtině:
Linguistic -like approaches in geomics and linguistic metaphor in biology
Typ:
Disertační práce
Autor:
Ing. Michaela Nohejlová Zemková, Ph.D.
Školitel:
prof. RNDr. Jaroslav Flegr, CSc.
Oponenti:
Mgr. Dan Faltýnek, Ph.D.
doc. RNDr. Eduard Kejnovský, CSc.
Id práce:
113288
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra filosofie a dějin přírodních věd (31-107)
Program studia:
Teoretická a evoluční biologie (P1526)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
14. 9. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Abstrakt V předložené práci jsou představeny články, jejichž spojujícím tématem jsou tzv. lingvistické přístupy v genomice, které umožňují genetické sekvence zkoumat jako „text“ obsahující potenciální „slova“ (oligonukleotidy, oligopeptidy) délky n. Tento přístup stojí na pomezí kvantitativní a kvalitativní analýzy a, na rozdíl od standardních komparativních metod užívaných v bioinformatice, umožňuje porovnání i fylogeneticky vzdálených jedinců. Stěžejním článkem práce (Zemková et al., 2016.) je analýza peptidických slovníků parazitů a volně žijících organismů, která odhalila signifikantní rozdíly v diverzitě peptidů o délkách 4-6 aminokyselin u těchto porovnávaných skupin. Parazité obecně vykazují redukci pentapeptidů, která je částečně kompenzována zvýšenou diverzitou hexapeptidů. Tento výsledek je v souladu s námi postulovanou hypotézou, že parazité se snaží uniknout před imunitním systémem obratlovčího hostitele založeného na MHC imunitním rozpoznávání. Výsledek rovněž ukazuje, že klíčovou oblastí pro rozpoznání antigenu jsou peptidy o délce 4-5 aminokyselin a do reakce s T-receptorem tedy nevstupuje celý peptidový řetězec vázaný na MHC. V dalších dvou článcích, které vzešly jako produkt spolupráce s Prof. E.N. Trifonovem z university v Haifě, je opět užita analýza slovníku. V prvním článku (Zemková et al., 2014) jde o detekci potenciálně amfipatických struktur, jejichž distribuce v proteomu vykazuje obecné zákonitosti, ale je pravděpodobně druhově specifická, takže by jí mělo jít použít jako tzv. „proteomic signature“ (Pietrokovski et al. 1990). Preference amfipatických peptidů a princip jejich formace je v článku dále analogizován se vznikem slov lidského jazyka, kde alternují (díky přirozeným omezením vyslovitelnosti určitých kombinací hlásek) souhlásky a samohlásky. Druhý článek (Zahradník et al., 2015) se zabývá potenciální možností rekonstrukce ancestrálních sekvencí DNA ze současného genomu. Je navržen algoritmus hledání tzv. generátorů (generator sequence) od kterých se odvíjela evoluce genomu. Poslední předložený článek (Trifonov and Zemková, 2015) analogizuje vznik DNA z jednoduchých repetitivních sekvencí invazivního charakteru (Frenkel and Trifonov 2012; Trifonov and Bettecken 1997) a vznik lidské řeči z repetitivních holofrází tzv. kanonického žvatlání (canonical babbling). Extenzí této metafory vzniku života a vzniku jazyka/řeči je rovněž paralela v historii vědy: Obdobně jako došlo v přírodních vědách ke generalizaci genotypu jakožto jediné invariantní roviny vhodné pro výklad uspořádání živých bytostí (Např. (Monod 1971), byla i v lingvistice řeč jako individuální autonomní projev nahrazena abstraktním systémem jazyka, jehož schopnost je dána vnitřním inherentním schématem (Chomsky 1986).
Abstract v angličtině:
Abstract In this work we present articles which are connected by the topic of linguistic-like approaches in genomics, which allow to treat genetic sequences as a “text” containing potential “words” (oligonukleotides, oligopeptides) of length n. Such an approach stands on the border of quantitative and qualitative analysis and, contrary to standard comparative bioinformatics methods, it is possible to compare phylogenetically distant individuals. Central article of my work (Zemková et al., 201..) is an analysis of peptide vocabularies of parasites and free-living organisms which showed significant differences in diversity of 4-6 amino acids long peptides of these compared groups. Parasites generally display reduction of pentapeptides, which is partly compensated by increased diversity of hexapeptides. This result is in accordance with our a priori hypothesis that parasites use immune evasion strategy to escape from MHC-based immunity system of its vertebrate host. Results also suggest that the length of key region for peptide recognition is about 4-5 amino acids and hence only short part of longer peptide bound in MHC participate on reaction with T-receptor. In other two articles which arose as a product of cooperation with Prof Trifonov from the University of Haifa, we again used an analysis of genomic vocabularies. In the first article we detected potentially amphipathic structure. Distribution of these structures in proteome show some general regularities and they seem to be species – specific, so it could be possible to use them as so called “proteomic signatures” (Pietrokovski et al. 1990). Further we build an analogy between the preference of amphipathic peptides and the principle of its formation with the structure of words in human languages where consonant and vowels alternate due to natural constraints of pronounceability of their combinations. Second article is dealing with possible reconstruction of ancestral sequences of DNA from recent human genome. An algorithm for potential reconstruction of the so-called generator sequence is suggested. The last provided article (Trifonov and Zemková, 2015) builds an analogy between the origin of DNA from simple tandem repeats of invasive character (Frenkel and Trifonov 2012; Trifonov and Bettecken 1997) and the origin of human speech from the utterances of so called canonical babbling. There is an extension of this metaphor of origin of life and language/ speech: In the history of science there is a parallel between natural sciences and linguistics. In both fields the living entities and languages were explained only from one invariant level of genome (Monod, 1971) or the language is considered to be an abstract system given by inner inherent scheme (Chomsky, 1986)
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Ing. Michaela Nohejlová Zemková, Ph.D. 3.28 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Ing. Michaela Nohejlová Zemková, Ph.D. 237 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Ing. Michaela Nohejlová Zemková, Ph.D. 231 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Dan Faltýnek, Ph.D. 185 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Eduard Kejnovský, CSc. 186 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 332 kB