Сравнительная геномика |
Главная | Сотрудники | Публикации | Семинары и Конференции | Обучение | Призы и Премии | Контакты |
---|
Факультет биоинженерии и биоинформатики МГУ, IV курс. (набор 2002 г.)
Осенний семестр 2005 г.
Лекции: понедельник 15.35-17.05
Занятия: понедельник 10.55-12.25 (группа 2), 12.45-14.15 (группа 1)
Задания по курсу (максимум 100 баллов):
• Практикум (аннотация последовательности ДНК длиной ~35Kb): 40 (минимум для зачета 25)
• Обзор или реферат статьи: 40 (минимум для зачета 15)
• Мелкие текущие задания, упражнения на занятиях и т.д: 20
Последовательности для аннотации
Список тем и литература для обзоров; критерии оценки
Список отдельных статей для рефератов; критерии оценки
План курса
Введение
Гомология, деревья, эволюция (обновлено 13.XII)
• Молекулярные часы
• Матрицы аминокислотных замен
- теоретические
- эмпирические (PAM, BLOSUM)
• Деревья - теория
- метрика, аддитивная метрика, ультраметрика
- когда метрика определяет дерево?
• Построение филогенетических деревьев
- кластерные деревья
- наибольшая экономия
- наибольшее правдоподобие
• Оценка качества деревьев, бутстреп
• Ортологи и паралоги
- BETs
- COGs
• От генов к геномам
SNPs (точечные нуклеотидные полиморфизмы) , Литература , URLs
• Определение понятия SNP (single nucleotide polymorphism). Типы полиморфизма в геноме. Некоторые свойства SNPs.
• Почему SNP важны? Существование различных фенотипов, фармакогеномика, генетические маркеры, эволюция популяций.
• Статистика числа SNPs по базе данных dbSNP, оценки плотности в геноме человека. Классификация SNP по положению в геноме. Синонимичные и несинонимичные SNPs.
• «Жизненный цикл» SNP. Причины существования полиморфизма в популяции.
• Разница между понятиями SNP и мутация. SNPs и сложные заболевания. Поиск вариантов, ассоциированных с заболеваниями. Необходимость предварительного анализа in silico.
• Предсказание эффекта несинонимических SNPs. Параметры, которые можно использовать в предсказательных методах. Существующие подходы.
• PolyPhen: метод вычислительного анализа несинонимичных SNPs человека. Используемые параметры, предсказательные правила. Контрольные наборы данных. Анализ массива известных nsSNPs. Примеры.
Сравнительный анализ последовательностей ДНК
• Идентификация генов
- прокариоты – идентификация генов в отсутствие обучающей выборки
- эукариоты – сплайсированное выравнивание
• Сигналы регуляции транскрипции
- филогенетические футпринтинг
- phylogenetic shadowing
- consistency check – регулоги
• Поиск микроРНК и их мишеней
Функциональная аннотация генов и белков (обновлено 13.XII)
• Цели аннотации
• Функции белков. Онтологии
• BLAST. Сходство и гомология
• Типичные ошибки
- слишком детальные предсказания
- ошибки в базах данных
- участки с нестандартными частотами аминокислот
- домены
• Паттерны
- PROSITE
- PSI-BLAST
• Функциональная аннотация в отсутствие гомологов
- сигнальные пептиды
- трансмембранные сегменты
- coiled coils
- локализация
- вторичная и пространственная структура
- сравнительно-геномные и негеномные данные
Сравнительная геномика
• позиционные кластеры
• слияние генов
• филогенетические профили
• STRING
• общие схемы анализа
- ферменты
- транспортеры
• примеры
Негеномные ("постгеномные") данные (обновлено 13.XII)
• «транскриптомика» олигонуклеотидные чипы (expression arrays)
- технические проблемы
- типичные задачи
- классификация объектов, диагностика (распознавание с обучением)
- идентификация дифференциально экспрессирующихся генов
- кластеры ко-регулирующихся генов
- статистическая значимость при множественном тестировании
- базы данных и интернет-серверы
• протеомика
- двумерный форез
- масс-спектрометрия
- белок-белковые взаимодействия, дрожжевые двугибридные системы
• белок-ДНКовые взаимодействия. ChIP-chip
• фенотипы
• случаи из жизни
Системная биология – сети
• виды сетей
• свойства сетей
• примеры
• мотивы в сетях и их биологическая интерпретация
• эволюция сетей
Системная биология – модели (обновлено 13.XII)
• потоковые модели
- сведение к задаче линейного программирования
- что получается
• кинетические модели
- проблемы и правила гигиены
• модели регуляторных сетей
Эволюция геномов
• статус гена в геноме
• согласование деревьев
• горизонтальные переносы
• геномные перестановки
• полногеномные дупликации
• геномы, виды, таксоны
Календарь
• Лекция 5.IX. Введение. Гомология, деревья, эволюция (начало)
• Занятие 12.IX. Раздача фрагментов для анализа и начало работы. Предварительное утверждение тем обзоров и рефератов и дат докладов
• Лекция 12.IX. Гомология, деревья, эволюция (продолжение).
• Занятие 19.IX. Окончательное утверждение тем обзоров и рефератов и дат докладов
• Лекция 19.IX. Гомология, деревья, эволюция (окончание).
• Занятие 26.IX. Artemis
• Лекция 26.IX – В.Е. Раменский. SNPs : точечные нуклеотидные полиморфизмы. (начало)
• Занятие 3.X.
• Лекция 3.X. Сравнительный анализ последовательностей ДНК (начало)
• Занятие 10.X.
• Лекция 10.X. В.Е. Раменский. SNPs : точечные нуклеотидные полиморфизмы (окончание)
• Занятие 17.X. Базы митохондриальных генов (О. Авдеева, М. Прокофьева). Терминаторы (Д. Нилов).
• Лекция 17.X. Сравнительный анализ последовательностей ДНК (окончание). Функциональная аннотация генов и белков (начало)
• Занятие 24.X. Сигналы регуляции альтернативного сплайсинга (З. Адьянова)
• Лекция 24.X. Функциональная аннотация генов и белков (окончание). Сравнительная геномика (начало)
• Занятие 31.X. Вторая пара: микроРНК (позвоночные – А. Никулова, растения - Д. Суплатов). Третья пара: Филогенетический футпринтинг (позвоночные – Н. Захарова, беспозвоночные – И. Оловников)
• Лекция 31.X. Сравнительная геномика (продолжение)
• Занятие 7.XI. Вторая пара: микроРНК (дрозофила – Д. Щербинин, нематода - Р. Фомичев). Сигналы регуляции альтернативного сплайсинга (К.Черноризов). Метагеномы (И. Перцовская). Третья пара: Филогенетический футпринтинг (дрожжи – Р. Решетников, прокариоты – Е. Галимов и П.Страшнов)
• Лекция 7.XI. Сравнительная геномика (окончание). Негеномные данные (начало)
• Занятие 14.XI. Вторая пара: Эволюция сплайсинга (Л. Сычева, С. Федосеева). Третья пара: Функциональность неконсервативного альтернативного сплайсинга (П. Вихрева). РНКовые гены бактерий (Д. Пилипенко).
• Лекция 14.XI. Негеномные данные (продолжение).
• Занятие 21.XI. Селеноцистеин (А. Рязанова, Е. Неведомская). Эволюция сплайсинга - окончание (Л. Сычева, С. Федосеева). Слияние генов (А. Галимов). Предсказание оперонов (К. Фоминых).
• Лекция 21.XI. Негеномные данные (окончание).
• Занятие 28.XI. Окончательное обсуждение аннотаций.
• Лекция 28.XI. Системная биология – сети (начало).
• 1.XII. Сдача аннотаций
• Занятие 5.XII. Базы данных данных ортологов (Н. Поляков).
• Лекция 5.XII. Системная биология – сети (окончание). Системная биология – модели.
• 9.XII. Сдача обзоров (для тех, кто не делает доклада).
• Занятие 12.XI. Зачет.
• Лекция 12.XI. Эволюция геномов.
• Занятие 19.XII. Зачет.
Пока без даты:
• База данных метаболических путей (Д.Иванова, А. Литвинова) - текст.
• Экзоны и домены (Ю.Кузьмина).
• Предсказание альтернативных экзонов (С. Кочмак) - текст.
Пока без темы:
• В. Каргин
• А. Крайнов
Предварительные результаты (обновлено 29.XII)
Вопросы для экзамена
Пояснение:
Предварительная оценка (зачет ставится, если она 3 или более, это же оценка за вопрос по сравнительной геномике на экзамене):
1: нет ни обзора, ни аннотации;
2: нет обзора или аннотации;
3: rating < 60;
4: rating 61 - 70;
5: rating > 70.
Как можно улучшить:
1) сдать текст обзора;
2) сдать аннотацию;
3) отвечать на зачете;
4) в ходе экзамена