Jump to Navigation

Εργασία Σεμιναρίου - Χειμερινό Εξάμηνο 2015-2016

Για τα σεμινάρια θα εργαστείτε σε μικρές ομάδες (3-5 φοιτητές). Τα θέματα των σεμιναρίων ξεκινούν από ένα βιολογικό ερώτημα και αφορούν τη συλλογή και ανάλυση δεδομένων με κατάλληλα εργαλεία υπολογιστικής βιολογίας και βιοπληροφορικής. Για να απαντήσετε τα ερωτήματα που τίθενται μπορείτε να χρησιμοποιήσετε επίσης βιβλιογραφικές πηγές και άλλα υπολογιστικά εργαλεία που θα επιλέξετε.
Ο στόχος των σεμιναρίων του μαθήματος ΒΙΟ230 είναι πολλαπλός: 

  • Εξοικείωση με την αναζήτηση βιβλιογραφίας
  • Ανάπτυξη ερευνητικού πνεύματος – θέση ερευνητικών ερωτημάτων
  • Εξοικείωση με εργαλεία υπολογιστικής βιολογίας και βιοπληροφορικής στην επί- λυση πραγματικών βιολογικών προβλημάτων
  • Ανάπτυξη δεξιοτήτων επικοινωνίας και εργασίας σε ομάδες

 
Η κάθε ομάδα θα επιλέξεει να ασχοληθεί με ένα από τα θέματα 1, 2 και το κοινό θέμα που περιγράφονται παρακάτω.
Η κάθε ομάδα θα παραδώσει σύντομο γραπτό κείμενο (7-10 σελίδων) με μορφή ερευνητικού άρθρου και θα παρουσιάσει τα αποτελέσματα της εργασίας της σε σύντομο ανοικτό σεμινάριο (15-20 λεπτά) ή poster. Στη διαδικασία εκπόνησης του σεμιναρίου, η κάθε ομάδα θα έχει τη δυνατότητα να λάβει βοήθεια (εκτός από το διδάσκοντα) από τη βοηθό διδασκαλίας του μαθήματος.
 
ΘΕΜΑΤΑ

Η ταυτοποίηση της λειτουργίας του συνόλου των γονιδίων/πρωτεϊνών που κωδικοποιούνται στα γονιδιώματα των διάφορων οργανισμών είναι μια διαδικασία η οποία μπορεί να αποτελέσει το πρώτο βήμα για την κατανόηση της κυτταρικής τους φυσιολογίας. Με την αφθονία γονιδιωματικών δεδομένων, ο κύριος τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνουμε την ταυτοποίηση της λειτουργίας για το συντριπτικό ποσοστό των "νέων" αλληλουχιών που προσδιορίζονται είναι μέσα από αναζητήσεις ομοιοτήτων σε βάσεις δεδομένων αλληλουχιών. 

 

ΘΕΜΑ 1

Προφανώς, κατά τη διαδικασία ταυτοποίησης, λανθασμένες καταγραφές στις σχετικές βάσεις δεδομένων είναι δυνατόν να δημιουργήσουν προβλήματα σε αυτή τη διαδικασία.

 

Σε μια πρόσφατη εργασία (η οποία θα σας αποσταλεί μέσω του συστήματος Filesender) διαπιστώθηκε η εμφάνιση ενός απλού τυπογραφικού λάθους ("putaitve" αντί του σωστού "putative") στην περιγραφή (όνομα) αρκετών πρωτεϊνών. Σκοπός σας είναι (α) να καταφέρετε να αναπαράγετε τη σχετική ανάλυση και (β) να τις διερευνήσετε περαιτέρω.

 

1. Να ανακτήσετε τις σχετικές πρωτεϊνικές αλληλουχίες σε μορφή FASTA χρησιμοποιώντας το σύστημα ENTREZ του NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). Απαντήστε στα παρακάτω ερωτήματα σχολιάζοντας κατάλληλα.

- Πόσες αλληλουχίες ανακτήσατες

- Από ποιούς οργανισμούς/ταξινομικές ομάδες προέρχονται;

- Εάν πραγματοποιήσετε με τον ίδιο τρόπο αναζητήσεις στις υπόλοιπες βάσεις δεδομένων που εξυπηρετούνται από το σύστημα ENTREZ τί αποτελέσματα παίρνετε; Σχολιάστε.

 

2. Να ομαδοποιήσετε τις αλληλουχίες που ανακτήσατε με βάση την ομοιότητα στην αλληλουχία τους. 

- Πώς συγκρίνονται οι ομάδες που ανακαλύψατε με αυτές που αναφέρονται στην ερευνητική εργασία;

- Μπορείτε να ανακαλύψετε την πηγή των λαθών με βάση την ομαδοποίηση που κάνατε;

 

3. Μπορείτε να βρείτε από τη βιβλιογραφία άλλα τέτοια παραδείγματα;

 

4. (Ερώτημα Bonus) Μπορείτε να κατασκευάστε την εικόνα 1 της σχετικής εργασίας; Περιγράψτε τη διαδικασία που ακολουθήσατε.

 

Σημείωση: Για την ομαδοποίηση των αλληλουχιών με βάση τις ομοιότητές τους να χρησιμοποιήσετε το διαδικτυακό εργαλείο CD-HIT (Huang et al., 2010; http://weizhong-lab.ucsd.edu/cdhit_suite/cgi-bin/index.cgi) αλλάζοντας την παράμετρο "Sequence identity cut-off" σε "0.5".

 

 

ΘΕΜΑ 2

Το γονιδίωμα του παθογόνου μικροοργανισμού Mycoplasma pneumoniae (στέλεχος M129) ήταν από τα πρώτα γονιδιώματα κυτταρικών μορφών ζωής που προσδιορίστηκαν (Himmelreich et al, 1996). Το μικρό σε μέγεθος συμπαγές γονιδίωμα αυτό προβλέπεται να περιλαμβάνει 691 γονίδια τα οποία κωδικοποιούν πρωτεϊνικά μόρια (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/1028?genome_assembly_id=170343, πρόσβαση 18/11/2015). Από αυτά τα 260 αναφέρονται να κωδικοποιούν "υποθετικές" πρωτεϊνες (hypothetical proteins).

Εκτελώντας αναζητήσεις ομοιότητας στις βάσεις πρωτεϊνικών δεδομένων να απαντήσετε στα ακόλουθα ερωτήματα:

 

- Πόσες/ποιές από αυτές τις υποθετικές πρωτεϊνες προβλέπετε να έχουν ομόλογο μόνο σε στελέχη του είδους Mycoplasma pneumoniae;

- Πόσες/ποιές από αυτές μόνο σε είδη του γένους Mycoplasma;

- Μπορείτε για κάποιες από αυτές να προτείνετε πιθανές λειτουργίες;  

 

ΚΟΙΝΟ ΘΕΜΑ

Η αυτοφαγία είναι μια καταβολική κυτταρική διαδικασία των ευκαρυωτικών κυττάρων, η οποία οδηγεί σε αποικοδόμηση κυτταρικά συστατικά που βρίσκονται σε περίσσεια ή έχουν καταστραφεί (Yang and Klionski, 2010). Να αναζητήσετε στη βιβλιογραφία περιπτώσεις που στη διαδικασία της αυτοφαγίας έχει βρεθεί να εμπλέκονται παθογόνοι μικροοργανισμοί και έχει ταυτοποιηθεί τουλάχιστον ένα πρωτεϊνικό μόριο του παθογόνου μικροβίου που αλληλεπιδρά με το σχετικό μηχανισμό του ξενιστή του. Για όποια από τις περιπτώσεις αυτές επιλέξετε, να εντοπίσετε ομόλογα της πρωτεϊνης του παθογόνου. Σχολιάστε τα αποτελέσματά σας.

 

Σχετική Βιβλιογραφία

Himmelreich R, Hilbert H, Plagens H, Pirkl E, Li BC, Herrmann R. Complete sequence analysis of the genome of the bacterium Mycoplasma pneumoniae. Nucleic Acids Res. 1996, 24:4420-49.

 

Huang Υ, Niu Β, Gao Υ, Fu L, Li W. CD-HIT Suite: a web server for clustering and comparing biological sequences. Bioinformatics. 2010, 26:680-682.

 

Yang Z, Klionsky DJ. Mammalian autophagy: core molecular machinery and signaling regulation. Curr Opin Cell Biol. 2010, 22:124-31.

 



by Dr. Radut.