Компьютерная транскриптомика

Курс читает:	к.б.н. Землянская Е.В.
Аннотация рабочей программы дисциплины	Скачать
Рабочая программа	Скачать
Фонд оценочных средств	Скачать
Трудоемкость дисциплины	3 З.Е. (108 ч.)
Форма промежуточной аттестации	Экзамен

1. Введение в биоинформатику
2. Экспрессия генов. Транскриптомика. Массовое параллельное секвенирование
3. Данные массового параллельного секвенирования: формат, конвертация, процессинг
4. Конвейер для обработки данных массового параллельного секвенирования транскриптомов. Конвейерные системы
5. Задача картирования прочтений на геном. Особенности картирования транскриптомных последовательностей
6. Дифференциальная экспрессия генов. Многомерный анализ данных по экспрессии генов.
7. Задача сборки транскриптома de novo. Аннотация транскриптомных последовательностей
8. Задачи, решаемые с помощью анализа транскриптомных данных

1 Ребриков, Д.В., Коростин Д.О., Шубина Е.С., Ильинский В.В. NGS высокопроизводительное секвенирование / Д.В. Ребриков.— 2-е изд.— Москва : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015.— 232 с.
2. Korpelainen E., Tuimala J., Somervuo P., Huss M., Wong G. RNA-seq data analysis: A practical approach— Boca Raton : CRS Press, 2014.—322 p.
3. Введение в информационную биологию и биоинформатику: учеб. пособие: в 5 т. / Отв. ред. Н.А. Колчанов, О.В. Вишневский, Д.П. Фурман; Новосиб. гос. ун-т.—Новосибирск: РИЦ НГУ, 2012.

1. Информационные ресурсы и инструменты биоинформатики.
2. Экспрессия генов. Транскриптомика. Массовое параллельное секвенирование.
3. Данные массового параллельного секвенирования: формат, конвертация, процессинг.
4. Конвейер для обработки данных массового параллельного секвенирования транскриптомов. Конвейерные системы.
5. Задача картирования прочтений на геном. Особенности картирования транскриптомных последовательностей.
6. Дифференциальная экспрессия генов. Многомерный анализ данных по экспрессии генов.
7. Задача сборки транскриптома de novo. Аннотация транскриптомных последовательностей

Вопрос 1. Основные понятия транскриптомики (ген, транскрипция, трансляция, геном, транскриптом).
Вопрос 2. Последовательности ДНК, РНК, белков. Форматы представления данных.
Вопрос 3. Базы данных геномной информации (UCSC, Ensembl, NCBI).
Вопрос 5. Форматы геномных данных (FASTA, gtf, gff, bed).
Вопрос 6. Выравнивание последовательностей. Сходство последовательностей. Гомология.
Вопрос 7. Программа BLAST.
Вопрос 8. Функции генов. Функциональная аннотация генов. Генная онтология.
Вопрос 9. Генные сети.
Вопрос 10. База данных EST. Полногеномные данные по экспрессии генов. Технология ДНК-микрочипов. Базы полногеномных данных по экспрессии генов.
Вопрос 11. Принципы высокопроизводительного секвенирования. Платформы для высокопроизводительного секвенирования. Особенности различных платформ.
Вопрос 12. Высокопроизводительное секвенирование транскриптома. Подготовка библиотеки кДНК. Одиночные, парные и цепь-специфичные прочтения. Разновидности высокопроизводительного секвенирования транскриптома (RNA-seq, miRNA-seq, и пр.).
Вопрос 13. Формат данных высокопроизводительного секвенирования. Конвертация данных. Основные информационные ресурсы по транксриптомным данным.
Вопрос 14. Ошибки секвенирования и качество прочтений. Программы и алгоритмы оценки качества прочтении. Коррекция ошибок.
Вопрос 15. Основные задачи анализа транскриптома.
Вопрос 16. Общее описание конвейера для обработки транскриптомных данных. Конвейерные системы (Galaxy и пр.).
Вопрос 17. Задача картирования прочтений на геном.
Алгоритм хэширования. Программы, реализующие данный алгоритм.
Вопрос 18. Задача картирования прочтений на геном.
Алгоритм Бэрроуза-Уилера. Программы, реализующие данный алгоритм.
Вопрос 19. Форматы записи данных картирования (SAM/BAM).
Вопрос 20. Особенности картирования транскриптомных последовательностей. Программы для картирования транскриптомных данных (TopHat, STAR).
Вопрос 21. Оценка качества картирования транскрптомов.
Вопрос 22. Покрытие (глубина секвенирования). Контроль качества секвенирования на основании аннотации генома.
Вопрос 23. Оценка уровня экспрессии генов. Подсчет прочтений. Методы нормировки.
Вопрос 24. Сравнение уровней экспрессии генов на уровне транскриптома. Особенности статистического анализа.
Вопрос 25. Основные программы для анализа дифференциальной экспрессии генов. Выбор программы в зависимости от дизайна биологического эксперимента.
Вопрос 26. Оценка вариаций изоформ генов.
Вопрос 27. Многомерный анализ данных по экспрессии генов: кластеризация, анализ главных компонент, корреляция экспрессии генов.
Вопрос 28. Задача сборки последовательностей de novo. Жадный алгоритм сборки контигов.
Вопрос 29. Задача сборки последовательностей de novo. Алгоритм сборки контигов на основе постороения графа перекрытий.
Вопрос 30. Задача сборки последовательностей de novo. Алгоритм сборки контигов на основе постороения графа де Брёйна.
Вопрос 31. Особенности сборки транскриптомных последовательностей. Программы сборки транскриптомов (Trinity, Velvet).
Вопрос 32. Оценка качества сборки транскриптомных данных.
Вопрос 33. Оценка экспрессии генов по данным de novo сборки транскриптома.
Вопрос 34. Аннотация транскриптомных последовательностей. Выравнивание на геном. Поиск гомологов, идентификация доменов.
Вопрос 35. Аннотация транскриптомных последовательностей. Поиск открытых рамок считывания. Конвейер Trinnotate.
Вопрос 36. Аннотация транскриптомных последовательностей. Анализ генных онтологий.

Название	Ссылка на видео
Лекция 1 Введение в компьютерную транскриптомику	Доступ ограничен
Практическое занятие 1: Введение в Linux	Доступ ограничен
Лекция 2 Компьютерная транскриптомика	Доступ ограничен
Практическое занятие 2: Данные NGS, контроль качества, препроцессинг	Доступ ограничен
Лекция 3 Проект RNA-seq	Доступ ограничен
Лекция 4 Картирование прочтений	Доступ ограничен
Практическое занятие 3 Картирование	Доступ ограничен
Лекция 5 Сборка и аннотация транскриптома	Доступ ограничен
Лекция 6 Квантификация	Доступ ограничен
Практическое занятие 4 Сборка транскриптома	Доступ ограничен
Лекция 7 Квантификация без выравнивания	Доступ ограничен
Практическое занятие 6 Квантификация	Доступ ограничен
Лекция 8 Анализ дифференциальной экспресии генов. Часть 2	Доступ ограничен
Практическое занятие 7	Доступ ограничен
Практическое занятие 7. Анализ дифференциальной экспрессии со сложным дизайном	Доступ ограничен
Лекция 9	Доступ ограничен
Практическое занятие 8: Функциональная аннотация списков ДЭГ	Доступ ограничен
Практическое занятие 9: Аннотация сборки транскриптома	Доступ ограничен
Лекция 10	Доступ ограничен
Лекция 11 Секвенирование транскриптома отдельных клеток (scRNA-seq)	Доступ ограничен
Лекция 12 Анализ дифференциальной экспрессии транскриптов. Дифференциальное использование транскриптов	Доступ ограничен