205048 Applied Genome Research (S) (SoSe 2019)

Die Verwendung von Next Generation Sequencing (NGS) Daten ist inzwischen sehr weit verbreitet. Dieses Seminar und die dazu gehörende Übung sollen über die wichtigsten Grundlagen zum praktischen Umgang mit NGS-Daten informieren und zur selbstständigen Verwendung einiger etablierter Tools für den Umgang mit NGS-Daten befähigen. Das erworbene Wissen wird direkt praktisch angewendet. Die durchgeführten Analysen und deren Ergebnisse werden schließlich in einem Protokoll dokumentiert und diskutiert. In einem Vortrag integrieren die Studierenden ihr erworbenes Wissen mit Informationen aus aktueller Literatur.

Der Kursinhalt orientiert sich am Arbeitsablauf realer Projekte. Informiert wird über Methoden wie DNA-Isolation und NGS-Libraryerstellung. Die Prinzipien und Vorteile verschiedener Sequenziertechnologien werden diskutiert. Die Studierenden verwenden anschließend etablierte Software für die Qualitätsanalyse und Prozessierung von bereitgestellten Rohdaten. Möglichkeiten der Datenarchivierung sowie die Suche nach bereits existierenden und online verfügbaren Datensätzen werden thematisiert. Anschließend werden die vorbereiteten Daten für ein de novo Genomassembly verwendet. Dabei können die Studierenden die Effekte von verschiedenen Tools zur Assemblyoptimierung untersuchen. Die generierte Genomsequenz wird anschließend auf verschiedene Arten strukturell und funktional annotiert. Bei weiter sinkenden Sequenzierkosten wird auch die Untersuchung von Sequenzendaten ganzer Populationen interessanter. Dafür werden häufig Sequenz-Reads auf eine Referenzsequenz "gemappt" und Unterschiede zu dieser bestimmt. Die Studierenden führen solche Analysen an Muster-Datensätzen praktisch durch. Die genetischen Unterschiede von verschiedenen Individuen können die Ursache für phänotypische Unterschiede (z.B. Erkrankungen beim Menschen oder wirtschaftlich relevante Eigenschaften in der Züchtung) sein. Auch die Klassifizierung der gefundenen Effekte wird von den Studierenden durchgeführt.
RNA-Seq wird inzwischen für die meisten genomweiten Expressionsstudien verwendet. Die Grundlagen für das Design von RNA-Seq-Experimenten sowie die Unterschiede zur DNA-Sequenzierung werden besprochen. Anschließend werden die Studierenden mit spezieller Software die Genexpression bestimmen. Es folgt eine statistische Analyse und Interpretation der Ergebnisse. Abschließend wird das gewonnene Wissen zur Analyse, Diskussion und Präsentation aktueller Literatur verwendet.