Zpracování dat z vysokokapacitního DNA sekvenování pro studium variability genomu a transkriptomu.

Abstract

Procesy analýzy dat z masivního paralelního sekvenování (MPS) jsou často náročné na výkon výpočetní infrastruktury a dobu počítání. Existuje tedy potřeba automatizace a paralelizace jednotlivých úloh na výkonných počítačových klastrech (HPC). V první kapitole představujeme nově vytvořenou platformu určenou pro resekvenační analýzu MPS dat-MOLDIMED a nový anotační nástroj, který je určen k nasazení na HPC. Druhá kapitola popisuje použití MPS v případě Diamond-Blackfanovy anémie (DBA), které je zapříčiněno mutacemi v genech ribozomálních proteinů (RP). Přes známou molekulární patologii, zhruba 25 % případů DBA zůstává neobjasněno na molekulární úrovni. U pacientky s neznámou příčinou DBA jsme provedli RP panelové sekvenování a popsali jsme novou nesynonymní mutacikódující RPS7 p.V134F. Mutace byla následně potvrzena i u dvou asymptomatických rodinných příslušníků, u kterých následně byla potvrzena slabá anémie. Dále jsme provedli komparativní transkriptomovou analýzu všech nositelů RPS7 mutace ve srovnání se zdravým kontrolním souborem a DBA pacientů se známou mutací v RPS19, kde byla sledována dysregulace signálních drah především v procesech translace, rRNA procesování, regulace buněčného cyklu a imunitního systému. Třetí kapitola představuje transkriptomovou studii transgenních odrůd ječmene s...

Massive parallel sequencing (MPS) data analysis tasks are often computationally demanding and their execution time would take too long using standard computing machines. Thus there is a need for parallelization of this tasks and ability to execute them on a sufficiently powerful computing machines. In the first chapter we describe a newly created platform for resequencing analysis of MPS data - MOLDIMED and novel annotation tool, which is ready to deploy on HPC infrastructure. The second chapter describes MPS approaches in Diamond-Blackfan anaemia (DBA), which is predominantly underlined by mutations in genes encoding ribosomal proteins (RP); however, its etiology remains unexplained in approximately 25% of patients. We performed panel sequencing of all ribosomal genes in DBA patient without previously known molecular pathology. A novel heterozygous RPS7 mutation coding RPS7 p.V134F was found in one female patient and subsequently confirmed in two asymptomatic family members, in whom mild anemia were detected on further examination. Subsequently, we performed whole transcriptome analysis in all family members and patient with RPS7 mutation in comparison with healthy control group and with DBA patients with known mutation in RPS19. We observed dysregulation mainly in signal pathways of translation,...