Aplikace sekvenování nové generace pro fylogenetickou analýzu bakteriálních genomů a metagenomiku

Mgr. Vojtěch Kovařovic

Bachelor's thesis

Applications of next-generation sequencing for phylogenetic analysis of microbial genomes and metagenomics

Abstract:

Tato práce popisuje využití sekvenování nové generace pro klasifikaci bakteriálních druhů, diagnostiku klinicky významných kmenů a metagenomiku. V práci je nejprve představena historie sekvenování DNA a principy současných sekvenátorů nové generace, přičemž se práce podrobněji zaměřuje na polovodičové sekvenování. Dále jsou popsány bioinformatické nástroje pro komplementaci sekvence, detekci jednonukelotidových polymorfismů, analýzu 16S RNA a sestavení fylogenetických stromů. V práci je popsáno využití metod sekvenování nové generace v metagenomických studiích, zejména projekty genomových enckyklopedií a příklady zahrnujcí různé aplikace pro studium ekosystémů a mikrobiomu člověka. V poslední části jsou navíc uvedeny klinické studie, které využily sekvenátor Ion Torrent PGM pro epidemologickou a evoluční analýzu.

Abstract:

The thesis describes the use of next-generation sequencing for the classification of microbial species, diagnostics clinicaly important strains and metagenomics. At the beginning, the thesis presents the history of the DNA sequencing and principles of contemporary next-generation sequencers, especially of the semiconductor sequencing. The next part describes bioinformatics instruments used for sequence assembly, single nucleotide polymorphism detection, 16S RNA analysis and the construction of phylogenetic trees. Further, the thesis focuses on the use of next-generation sequence methods in metagenomics study, especially in the genome encyclopedia projects and mentions various examples of their application in the study of ecosystems and human microbiome. Finally, the thesis concludes by describing clinical studies that have used Ion Torrent PGM for the epidemological and evolutionary analysis.

Keywords

sekvenování nové generace, metagenomika, bioinformatika, sekvenování DNA, celogenomové sekvenování, taxonomie prokaryot, Ion Torrent, next-generation sequencing, metagenomics, bioinformatics, DNA sequencing, whole genome sequencing, microbial taxonomy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 8. 6. 2015
• Supervisor: doc. RNDr. Roman Pantůček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Experimental Biology / Molecular Biology and Genetics