Функциональный анализ метагенома кишечника человека

• Автор: Тяхт, Александр Викторович
• Шифр специальности: 03.01.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Список сокращений
Введение
Актуальность работы
Цель работы
Задачи работы
Научная новизна и практическая значимость
Апробация работы
Публикации по теме работы
Материалы трудов конференций
Структура и объем диссертации
1. Обзор литературы
1.1. Микробные сообщества и методы изучения их состава
1.1.1. Разнообразие микробных сообществ и их основные члены
1.1.2. Традиционные методы исследования
1.1.3. Современные молекулярные методы изучения микробиоты
1.2. Высокопроизводительное метагеномное секвенирование
1.3. Базовый анализ метагеномных данных
1.3.1. Форматы метагеномных данных и их предобработка
1.3.2. Данные по секвенированию последовательности гена 168 рРНК

1.3.3. Данные полногеномного секвенирования
1.4. Статистический анализ и моделирование в метагеномике
1.5. Микробиота кишечника человека
1.6. Антибиотикорезистентность
2. Материалы и методы
2.1. Сбор образцов
2.1.1. Контрольная группа
2.1.2. Группы пациентов
2.2. Пробоподготовка
2.3. Секвенирование
2.4. Внешние источники метагеномных данных
2.5. Программные пакеты для картирования ридов
2.6. Предобработка ридов
2.7. Определение функционального состава
2.8. Статистический анализ и визуализация
2.9. Аппаратные и программные средства, использованные вычислительным конвейером для анализа метагеномных данных
2.10. Сборка de novo метагеномных ридов и выявление генов, не входящих в референсный каталог генов
2.11. Расширение референсного каталога геномов путем идентификации неизвестных компонент с помощью дополнительных методов
2.12. Расширение каталога генов путем добавления генов из специфических геномов

2.13. Профилирование уровней генов антибиотикорезистентности
3. Результаты
3.1. Полногеномное секвенирование образцов микробиоты кишечника
3.2. Разработка алгоритма для профилирования функционального состава
3.3. Реализация алгоритма в виде программного комплекса на параллельной вычислительной системе
3.4. Разработка Интернет-ресурса для анализа метагеномных данных по микробиоте кишечника
3.5. Определение влияния глубины секвенирования на оценку функционального состава
3.6. Функциональный состав микробиоты населения РФ
3.6.1. Контрольная группа
3.6.2. Воспалительные заболевания кишечника
3.6.3. Хроническая обструктивная болезнь легких
4. Обсуждение
5. Заключение
6. Выводы
7. Список литературы
8. Приложение

представительная
последовательность

новые
кластеры
Рис. 2. Три подхода к анализу ОТЕ: А) на основании референсной базы; Б) на основании поиска de novo-, В) комбинированный подход. ОТЕ обозначены пунктирными кругами, внутри которых кружки, соответствующие отдельным последовательностям, отмечены цветами: представительные для каждой ОТЕ желтым, неидентифицированные — черным, остальные последовательности — розовым.
Накопленные последовательности из исследований по 16S рРНК секвенированию микробиоты сводятся в объединенные базы данных и филогенетически аннотируются. Такие базы используются как унифицированный шаблон для таксономической классификации состава в новых исследованиях, которые, в свою очередь, поставляют новые данные для этих обширных каталогов. Среди наиболее используемых баз - Greengenes [36] (курируемая база полных последовательностей гена 16S рРНК), SILVA [37] (включает последовательности не только 16S, но и 18S, 23S/28S для эукариот), RDP [38] (аннотация менее унифицирована, но объем выше, чем у Greengenes).