1-BIN-301, 2-AIN-501 Methods in Bioinformatics, 2022/23

Introduction · Rules · Tasks and dates · Materials · Moodle · Discussion
Quizzes can be found in Moodle.
Homework assignments and journal club papers can be found in Tasks and dates.
Groups for journal club have each their own channel in MS Teams.


CB12

Z MBI
Prejsť na: navigácia, hľadanie

Zhrnutie semestra a úvod do teórie grafov

  • vid prezentacie k cviceniu

Uniprot

  • Prehladnejsi pohlad na proteiny, vela linkov na ine databazy, cast vytvarana rucne
    • Pozrieme sa na známy koronavírusový proteín Spike
    • Nájdime ho na stránke http://www.uniprot.org/ pod názvom SPIKE_SARS2
    • Pozrime si podrobne jeho stránku, ktoré časti boli predpovedané bioinformatickými metódami z prednášky?
    • Všimnime si niektorú Pfam doménu a pozrime si jej stránku

PSI BLAST

  • Toto cvičenie je z časti inšpirované stránkou [1]
  • Budeme uvažovať vzdialene podobné enzýmy
    • Bis(5'-adenosyl)-triphosphatase (Uniprot)
    • Galactose-1-phosphate uridylyltransferase (GALT/GAL7) (Uniprot)
    • Ich domény patria v databáze Pfam do toho istého klanu
  • Skúsme nájsť túto podobnosť v BLASTe: http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/ v časti proteíny, zvoľme databázu Swissport, ako Query zadajme Accesion nášho proteínu P49789, spustime program PSI-BLAST
  • V prvom kole PSI-BLAST spúšťa bežný BLASTP
  • GAL gén (konkrétne GAL7_HAEIN, accession P31764) sa nachádza medzi výsledkami, ale má príliš vysokú E-value
  • Spustíme teraz druhú iteráciu PSI-BLAST, ktorá zostaví profil z proteínov s nízkou E-value v prvej iterácii
  • Aká je E-value nájdeného zarovnania?
  • Ak by výpočet dlho trval, výsledky sú tu: 1. kolo, 2. kolo

Populacna genomika v UCSC genome browseri

Zopar zaujimavych polymorfizmov v ludskom genome

  • SNP rs1815739 CC: SNPedia, genome browser
  • SNP rs12255372 GT: SNPedia, genome browser
  • SNP rs2472297 TT: SNPedia, genome browser
  • Ďalšie zaujímavé SNPy: rs10427255 CC, rs671 GG, rs713598 GG, rs17822931 CT, rs4988235 CC, rs1042725 CC, rs7495174 AA, rs1426654 AA, rs4481887 AG
  • V browseri si vsimnite tracky (specificke pre verziu genomu hg19):
    • HGDP Allele Freq s mapou sveta s distribuciou alel
    • Genome Variants obsahuje genomy niekolkych ludi, napr Jima Watsona
    • Takisto sa da pozriet genom ludi z jaskyne Denisova a Neandertalcov

UCSC genome browser ma aj dalsie tracky tykajuce sa populacnej genomiky a polymorfizmov

  • Pozrime si napriklad region chr2:46,570,000-46,630,000 v hg38
  • V casti Phenotype and Disease Associations
    • napr. ClinGen CNVs a ClinVar Variants obsahuju asociacie variantov k chorobam
    • GWAS Catalog sú výsledky GWAS štúdií


V starsej verzii ludskeho genomu hg18 je aj trojuholnikovy graf vazbovej nerovnovahy

  • region chr2:164,862-426,468 v hg18
  • zapnite "HapMap LD Phased" na Full (cast Variation and Repeats)
  • vsimnite si, ze miery LD sa medzi ludskymi podpopulaciami lisia (YRI: Nigeria; CEU: Europa; JPT+CHB: Japonsko, Cina)

Gény, evolúcia a komparatívna genomika v UCSC genome browseri (cvičenie pri počítači)

  • Zobrazme si gén CLCA4 [2]
  • Zapnite si štandardnú sadu track-ov
  • Po kliknutí na gén si môžete prečítať o jeho funkcii, po kliknutí na ľavú lištu alebo na názov tracku v zozname na spodku stránky si môžete prečítať viac o tracku a meniť nastavenia
  • V tracku RefSeq genes si všimnite, že v tejto databáze má tento gén dve formy zostrihu, jedna z nich sa považuje za nekódujúcu, pretína sa aj s necharakterizovanou nekódujúcou RNA na opačnom vlákne
    • Track RefSeq a jeho subtrack RefSeq Curated treba zapnut na pack
  • Nižšie vidíte track H3K27Ac Mark (Often Found Near Regulatory Elements) on 7 cell lines from ENCODE, kde bola táto histónová modifikácia v okolí génu detegovaná?
  • Všimnite si aj track DNase I Hypersensitivity, ktorý zobrazuje otvorený chromatin, prístupný pre viazanie transkripčných faktorov. Všimnite si jeho súvis s H3K27Ac trackom
  • Obidva tracky sú súčasťou tracku ENCODE regulation, v ktorom si môžete zapnúť aj ďalšie pod-tracky
  • Vsimnime si track Vertebrate Multiz Alignment & Conservation (100 Species)
    • v spodnej casti tracku vidime zarovnania s roznymi inymi genomami
    • v nastaveniach tracku zapnite Element Conservation (phastCons) na full a Conserved Elements na dense
    • v tomto tracku vidíme PhyloP, co zobrazuje uroven konzerovanosti danej bazy len na zaklade jedneho stlpca zarovnania a dva vysledky z phyloHMM phastCons, ktory berie do uvahy aj okolite stlpce
  • Konkretne cast Conserved elements zobrazuje konkretne useky, ktore su najvac konzervovane
    • Ak chceme zistit, kolko percent genomu tieto useky pokryvaju, ideme na modrej liste do casti Tools->Table browser, zvolime group Comparative genomics, track Conservation, table 100 Vert. El, region zvolime genome (v celom genome) a stlacime tlacidlo Summary/statistics, dostaneme nieco taketo:
item count10,350,729
item bases162,179,256 (5.32%)
item total162,179,256 (5.32%)
smallest item1
average item16
biggest item3,732
smallest score186
average score333
biggest score1,000
    • Ak by nas zaujimali iba velmi dlhe "conserved elements", v Table browser stlacime tlacidlo Filter a na dalsej obrazovke do policka Free-form query dame chromEnd-chromStart>=1500
    • Potom mozeme skusit Summary/Statistics alebo vystup typu Hyperlinks to genome browser a Get output - dostaneme zoznam tychto elementov a kazdy si mozeme jednym klikom pozriet v browseri, napr. taketo
  • Pozrime si teraz ten isty gen CLCA4 v starsej verzii genomu hg18 [3]
    • V casti Genes and Gene Prediction Tracks zapnite track Pos Sel Genes, ktory obsahuje geny s pozitivnym vyberom (cervenou, pripadne slabsie fialovou a modrou)
    • Ked kliknete na cerveny obdlznik pre tento gen, uvidite, v ktorych castiach fylogenetickeho stromu bol detegovany pozitivny vyber
    • Po priblizeni do jedneho z exonov [4] vidite dosledky nesynonymnych mutacii

Poznamka: Existuju aj webservery na predikciu pozitivneho vyberu, napriklad tieto dva: