Bioinformatika. hledání významu biologických dat. Marian Novotný. Friday, April 24, 15

Podobné dokumenty
Využití metod strojového učení v bioinformatice David Hoksza

Mgr. et Mgr. Lenka Falková. Laboratoř agrogenomiky. Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Mendelova univerzita

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Sylabus témat ke zkoušce z lékařské biologie a genetiky. Struktura, reprodukce a rekombinace virů (DNA viry, RNA viry), význam v medicíně

MATEMATICKÁ BIOLOGIE

analýzy dat v oboru Matematická biologie

Biologie - Oktáva, 4. ročník (přírodovědná větev)

1. Definice a historie oboru molekulární medicína. 3. Základní laboratorní techniky v molekulární medicíně

Nové přístupy v modifikaci funkce genů: CRISPR/Cas9 systém

Bioinformatika a výpočetní biologie KFC/BIN. I. Přehled

Biologie - Oktáva, 4. ročník (humanitní větev)

Modelov an ı biologick ych syst em u Radek Pel anek


Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Libor Hájek, , Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Přírodovědecká fakulta, Šlechtitelů 27, Olomouc

Výuka genetiky na Přírodovědecké fakultě UK v Praze

Osekvenované genomy. Pan troglodydes, Neandrtálec, 2010

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Molekulární biotechnologie č.12. Využití poznatků molekulární biotechnologie. Transgenní rostliny.

ÚVOD DO MATEMATICKÉ BIOLOGIE I.

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

NGS analýza dat. kroužek, Alena Musilová

Jaro 2010 Kateřina Slavíčková

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Kvalita osiva ve vztahu k výkonu porostu

Doprovodný materiál k práci s přípravným textem Biologické olympiády 2014/2015 pro soutěžící a organizátory kategorie B

Aplikovaná bioinformatika

P1 AA BB CC DD ee ff gg hh x P2 aa bb cc dd EE FF GG HH Aa Bb Cc Dd Ee Ff Gg Hh

Klonování. Co to vlastně je?

6. Kde v DNA nalézáme rozdíly, zodpovědné za obrovskou diverzitu života?

Metody studia historie populací. Metody studia historie populací

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky

Nové směry v rostlinných biotechnologiích

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Politické rozdělení Střední Ameriky

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Struktura a analýza rostlinných genomů Jan Šafář

Kdo jsme. Centrum strukturní a funkční genomiky rostlin Ústavu experimentální botaniky AV ČR, v.v.i.

Využití metagenomiky při hodnocení sanace chlorovaných ethylenů in situ Výsledky pilotních testů

Hemoglobin a jemu podobní... Studijní materiál. Jan Komárek

ÚVOD DO MATEMATICKÉ BIOLOGIE I. UKB, pav. A29, RECETOX, dv.č.112 Institut biostatistiky a analýz

PRAKTIKUM Z OBECNÉ GENETIKY

Úvod (1) Pojem a rozdělení biologie, biologické vědy, význam biologie. (1/1) Pojem a rozdělení biologie, biologické vědy, význam biologie.

Externí kontrola kvality sekvenačních analýz

EKONOMICKÉ ASPEKTY GENETICKÝCH VYŠETŘENÍ. I. Šubrt Společnost lékařské genetiky ČLS JEP

Přírodopis - 6. ročník Vzdělávací obsah

Název zkoušky Zkouška je: Forma Počet témat. Praxe povinná praktická zkouška 10. Chov zvířat povinná ústní zkouška 25

Organizace a kontrola pěstování GM plodin v ČR. Ing. Jana Trnková MZe, odbor rostlinných komodit

RIGORÓZNÍ OTÁZKY - BIOLOGIE ČLOVĚKA

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Odrůdové zkušebnictví ÚKZÚZ Lípa,

Molekulární biotechnologie č.10c. Využití poznatků molekulární biotechnologie. Využití škrobu, cukrů a celulózy.

GENETIKA 1. Úvod do světa dědičnosti. Historie

NUKLEOVÉ KYSELINY. Základ života

SYNTETICKÉ OLIGONUKLEOTIDY

GM kukuřice. 0,0004% DNA kukuřice

Geneticky modifikované potraviny a krmiva

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

Genetická diverzita masného skotu v ČR

Co se o sobě dovídáme z naší genetické informace

Pracovní list č. 1 téma: Úvod do rostlinné produkce

Maturitní témata Biologie MZ 2017

Aplikace molekulárně biologických postupů v časné detekci sepse

Využití DNA markerů ve studiu fylogeneze rostlin

Zpráva o vývoji energetiky v oblasti ropy a ropných produktů za rok 2016 Základní grafické podklady. duben 2018

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ORGANISMY

Výuka genetiky na Přírodovědecké fakultě MU

Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.1.28/ Exkurze Biofarma JURÉ. (Pracovní list)

AUG STOP AAAA S S. eukaryontní gen v genomové DNA. promotor exon 1 exon 2 exon 3 exon 4. kódující oblast. introny

OBORU MINERÁLNÍ BIOTECHNOLOGIE

orientuje se v přehledu vývoje organismů a rozliší základní projevy a podmínky života

DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

3.1 Základní přírodní zdroje země. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

doc. RNDr. Milan Bartoš, Ph.D.

ZDRAVÝ SPÁNEK Ing. Vladimír Jelínek

Jak se matematika poučila v biologii

Molekulární mechanismy diferenciace a programované buněčné smrti - vztah k patologickým procesům buněk. Aleš Hampl

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Střední škola gastronomie, hotelnictví a lesnictví Bzenec, příspěvková organizace náměstí Svobody 318

Genetický polymorfismus jako nástroj identifikace osob v kriminalistické a soudnělékařské. doc. RNDr. Ivan Mazura, CSc.

STRUKTURÁLNÍ ŠETŘENÍ V ZEMĚDĚLSTVÍ 2016

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE 3. LÉKAŘSKÁ FAKULTA (tématické okruhy požadavků pro přijímací zkoušku)

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Taxonomický systém a jeho význam v biologii

Biologie. Autorské řešení kvalifikační úlohy

Střední škola gastronomie, hotelnictví a lesnictví Bzenec, příspěvková organizace náměstí Svobody 318

Molekulární biotechnologie. Nový obor, který vznikl koncem 70. let 20. století (č.1)

Zjišťování toxicity látek

DNA TECHNIKY IDENTIFIKACE ŽIVOČIŠNÝCH DRUHŮ V KRMIVU A POTRAVINÁCH. Michaela Nesvadbová

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

OBORU MINERÁLNÍ BIOTECHNOLOGIE

OBORU MINERÁLNÍ BIOTECHNOLOGIE

Test všeobecných znalostí

Maturitní témata - BIOLOGIE 2018

Biomarkery - diagnostika a prognóza nádorových onemocnění

M A T U R I T N Í T É M A T A


Transkript:

Bioinformatika hledání významu biologických dat Marian Novotný

Bioinformatika sběr biologických dat archivace biologických dat organizace biologických dat interpretace biologických dat 2

Biologové sbírají data Carl Linné (1707-1778) - sbíral, archivoval a organizoval data 3 středověké botanické zahrady - již v 16. a 17. století - dovoz, produkce a výměna rostlin

Jaká biologická data se sbírají? organismy měření, vážení sekvence 3D struktury interakce příbuzenské vztahy genomické mapování expresní profily... 4

Data mění biologii 5

Kde se data berou? 6

Lidský genom kompletní sekvence lidské DNA 3.2 Gb dat ~20 000 genů 1 SNP na 1300 nukleotidů -> 3 000 000 nukleotidů rozdíl mezi dvěma jedinci 7

Lidský genom kompletní sekvence lidské DNA 3.2 Gb dat ~20 000 genů 1 SNP na 1300 nukleotidů -> 3 000 000 nukleotidů rozdíl mezi dvěma jedinci 7

Rychlost sekvenování 8

Cena sekvenování lidského genomu 2001 2007 2015 9

Sekvenování a data osekvenované lidské genomy v roce 2014 228k x 3x10 9 bazí = 7x10 14 bazí genom všech občanů ČR 10m x 3x10 9 = 3x10 16 bazí 100 000 genomes - UK celá populace - Faorské ostrovy velké skupiny obyvatel - Finsko, Island, Německo, Španělsko 10

1pb dat = 1000 000 000 000 000 11

1PB hudby v mp3 formátu by hrál 2000 let velikost paměti lidského mozku je asi 2.5 PB dat Google zpracoval v roce 2009 okolo 24 PB dat denně EBI má nyní kapacitu 60 PB dat CERN do roku 2012 nashromáždil 200 PB dat 12

DNA databáze ENA 13

Databáze 3D struktur 108 124 struktur 1973-1999 2000-2007 2008-2011 2012-2014 2015 14

Databáze 3D struktur 108 124 struktur 1973-1999 2000-2007 2008-2011 2012-2014 2015 27% 1% 11% 32% 29% 14

Data nedávají odpovědi Jak využít dostupná data k našemu prospěchu? 15

bioinformatika v medicíně bioinformatika v zemědělství bioinformatika v průmyslu 16

Bioinformatika v medicíně 17

18

19

Ras onkogen jeden z ortologů malé GTPázy Ras molekulární přepínač mutován v 20 % lidských nádorů mutován až v 90 % případů u specifických typů nádorů 20

Až 25% případů nádorů plic má mutaci G12C v K-Ras obtížně zasažitelný léky hladký povrch zastupitelnost ortologů mutace glycinu činí protein konstitutivně aktivní vývoj inhibitoru mutace G12C -> personalisovaná medicína 21

Identifikace pathogena z buněčné odpovědi 22

Identifikace pathogena z buněčné odpovědi 22

Identifikace pathogena z buněčné odpovědi 22

Bioinformatika a zemědělství 23

Sekvenování významných plodin a zvířat rýže, pšenice, kukuřice, cukrová třtina rajče, banán, jahoda, víno dodnes asi 90 druhů rostlin kráva, ovce, treska kuře, prase 24

Cíle zvýšit odolnost plodin i živočichů vuči stresu abiotickému (sucho, salinita) i biotickému (škůdci, pathogeny) zvýšit produkci snížit náklady 25

Jahoda jen 250 let stará plodina malý genom (240 MB) >33,000 genů 681 jahodích genů - vůně, chuť 26

Rychle se vyvíjející geny 27

Bioinformatika a průmysl 28

Těžba ropy část ropných ložisek je vždy nevytěžitelná vysoká viskozita neumožnuje vytažení ropy Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR) - technika manipulace s mikrobiálními kulturami ložisek in silico identifikace vhodných genů a kmenů bakterií k redukci nevytěžitelných zásob 29

Shrnutí metodické pokrokry v biologii vedou k explozi dostupných dat uložení a zpracování těchto dat je obrovskou výzvou data jsou základem experimentů využití těchto dat je naprosto nepředstavitelné bez zapojení informatických přístupů bioinformatika je využívána již dnes v medicíně, zemědělství i průmyslu pociťujeme však nedostatek kvalifikovaných odborníků, kteří mohou dát dostupným biologickým datům smysl rutinní 30 sekvenování lidí dále zvýší potávku po bioinformaticích

Biology faces a quantum leap into the incomprehensible In the past, we have seen biological explanations as commonsense. They have explained how genes direct the manufacture of proteins or account for the appearance of disease through the behaviour of bacteria and viruses. But such simplicity is likely to disappear in the near future. Paul Nurse (http://www.youtube.com/watch?v=te8bxviniia) 31

děkuji za pozornost 32

33

34