velikost textu

Využití nových sekvenačních technik v biomedicínském výzkumu

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:
Využití nových sekvenačních technik v biomedicínském výzkumu
Název v angličtině:
Application of novel DNA sequencing techniques in biomedical research
Typ:
Diplomová práce
Autor:
Mgr. Anna Přistoupilová
Vedoucí:
doc. Ing. Stanislav Kmoch, CSc.
Oponent:
RNDr. Tomáš Mašek, Ph.D.
Id práce:
88883
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Biologie (N1501)
Obor studia:
Genetika, molekulární biologie a virologie (NGEMOVI)
Přidělovaný titul:
Mgr.
Datum obhajoby:
30. 5. 2011
Výsledek obhajoby:
Velmi dobře
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
next generation sequencing technologies, exome sequencing, mapping algorithms, resequencing, ANCL, neuronal ceroid lipofuscinosis, bioinformatics, SOLiD
Klíčová slova v angličtině:
nové sekvenační techniky, exomové sekvenování, mapovací algoritmy, resekvenování, ANCL, neuronální ceroid lipofuscinóza, bioinformatika, SOLiD
Abstrakt:
Nové sekvenační techniky v blízké budoucnosti změní přístup, jakým jsou prováděny vědecké experimenty a prováděna diagnostika známých onemocnění. Umožní vznik personalizované medicíny. Smyslem této diplomové práce je podat přehled nových metodických postupů sekvenování DNA, ukázat možnosti a omezení vhodných bioinformatických nástrojů a demonstrovat přínos těchto technik pro projekty zaměřené na odhalení molekulární podstaty vzácných dědičně podmíněných onemocnění. V úvodu práce je podán přehled nových, komerčně dostupných metod sekvenace genomu (firem 454 Life Science, Applied Biosystems, Illumina, Helicos), vysvětlen princip na kterém tyto metody pracují a nastíněn směr, kterým se ubírá další vývoj na tomto poli. Úvod se dále věnuje způsobům analýzy dat, která je nedílnou součástí sekvenačních technik. V praktické části je prezentováno spektrum metod analýzy genomu, které byly úspěšně využity k určení kauzálního genu a mutací způsobujících adultní formu autozomálně dominantní neuronální ceroid lipofuscinózy (ANCL). V rámci tohoto projektu bylo využito v jedné ANCL rodině kombinace celogenomového genotypování (GeneChip® Mapping 10K 2.0 Array), vazebné analýzy (Merlin), analýzy počtu kopií genomové DNA (Genome-Wide Human SNP Array 6.0), analýzy expresních profilů (HumanRef-8 v2 Expression BeadChips) a sekvenování exomu (SOLiD™ 4 System). Získaná data byla podrobena ucelené bioinformatické analýze, v jejímž rámci bylo použito vazebné analýzy a analýzy diferenciálních expresních profilů. Zvláštní důraz byl kladen na porovnání a zhodnocení aktuálně dostupných mapovacích algoritmů pro rekonstrukci, analýzu a anotaci sekvenačních dat a na jejich výběr. Vzájemným propojením výsledků těchto analýz byla definována omezená množina genů, které jsou lokalizovány v kandidátních oblastech definovaných vazebnou analýzou, mají změněný transkripční profil v tkáni pacientů, obsahují unikátní funkčně významnou mutaci, a jejichž biologická funkce naznačuje možnou souvislost se studovaným neurologickým postižením. Takto definované mutace a jejich segregace se studovaným fenotypem byly následně ověřeny přímým sekvenováním. Konečným výsledkem této studie bylo určení jedné kandidátní mutace, jejíž kauzalita je v současnosti experimentálně prokazována.
Abstract v angličtině:
Next generation sequencing technologies are changing the way scientific experiments and diseases diagnostics are performed and thus will allow what is called personalized medicine. The sense of presented thesis is to make survey of new approaches to DNA sequencing and demonstrate usage and constraints of bioinformatic analytical tools available to day. Discussed techniques are then applied to the case study of finding molecular basis for rare hereditary disease. Introductory part deals with overview of commercially available sequencing techniques (454 Life Science, Applied Biosystems, Illumina, Helicos). Fundamentals of each method are described and possible further development is outlined. Post sequencing data analysis is than discussed in details. In practical section we demonstrate genome analysis techniques successfully used to reveal causal mutation in the gene responsible for adult form of autozomal neuronal ceroid lipofuscinosis (ANCL). Combination of linkage analysis (Merlin), copy number variant analysis (Genome-Wide Human SNP Array 6.0), analysis of expression profiles (HumanRef-8 v2 Expression BeadChips) and exome sequencing (SOLiD™ 4 System) has been applied to members of one ANCL family. We also paid attention to comparison, evaluation and selection of available mapping algorithms used in reconstruction, analysis and anotation of sequencing data. Combined results from different techniques led to definition of small pool of genes localized in candidate areas defined by linkage analysis. Those genes have altered transcript profile in the patient tissue, they posses unique functionally important mutation and their known biological meaning could be linked to neuronal disease studied. In the next step, candidate mutations have been confirmed by direct sequencing and their fenotype segregation have been checked up. Finally, we have found one mutation probably responsible for ANCL and its relevance is now under further study.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Anna Přistoupilová 2.26 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Anna Přistoupilová 40 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Anna Přistoupilová 36 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. Ing. Stanislav Kmoch, CSc. 141 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Tomáš Mašek, Ph.D. 235 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. Stanislav Zadražil, DrSc. 81 kB