Tehnici genomice avansate pentru amprentarea metagenomică a mediilor extreme și cu potențial de noutate științifică ( Limba engleză) -Facultatea de Biologie și Geologie

1. Provocările cercetării microbiomurilor 

Principalele provocări ale cercetării microbiomului vor fi discutate, astfel:

• interpretarea și standardizarea datelor: Una dintre cele mai mari provocări ale cercetării microbiomului este interpretarea volumelor mari de date generate de tehnologiile de secvențlere masivă. Există încă o lipsă de standardizare în ceea ce privește metodele de eșantionare, secvențlere și analiză, ceea ce face dificilă compararea rezultatelor între studii.
• Comunități microbiene complexe: Comunitățile microbiene sunt complexe și dinamice, cu multe specii diferite care interacționează între ele șl cu mediul lor. Această complexitate face dificilă înțelegerea mecanismelor subiacente care conduc dinamica microbiomului.
• Variabilitatea eșantioanelor: Eșantioanele microbiomului pot fi extrem de variabile din cauza factorilor precum sursele de carbon, diverși factori ambientali, ceea ce face dificilă tragererea de concluzii despre relațiile de cauzalitate.
• Lipsa de date funcționale: Deși putem identifica speciile prezente într-un microbiom, încă știm relativ puțin despre funcția lor și despre modul în care interacționează între ele.
• Limitări experimentale: Există limitări în Instrumentele disponibile pentru manipularea și studierea comunităților microbiene in vitro și in vivo, ceea ce poate face dificilă testarea ipotezelor și stabilirea relațiilor cauzale.

2. Prezentarea kiturilorși schemelor de lucru pentru secvențierea Nanopore 

Vor fi prezentate principalele etape de lucru și kituri utilizate în secvențierea Nanopore:

• Kit de pregătire a bibliotecii: Acest kit este utilizat pentru a pregăti mostra de ADN sau ARN pentru secvențlere, inclusiv fragmentare, reparare a capetelor și ligare a adaptoril Kituri diferă în funcție de tipul probei și aplicația de secvențlere.
• Kit pentru celula de flux: Acest kit conține celula de flux, care este nucleul sistemului de secvențlere Nanopore. Celula de flux conține nanoporele și alte componente necesare pentru secvențiere, iar kitul include reactivii șl consumabilele necesare pentru încărcarea mostrei pe celula de flux.
• Kit de secvențiere: Acest kit conține reactivii și consumabilele necesare pentru rularea experimentului de secvențiere, inclusiv soluții tampon, enzime și soluții de spălare. Sunt disponibile kituri diferite în funcție de tipul celulei de flux și aplicația de secvențiere.
• Kit de conversie a semnalelor: Acest kit conține software-ul și algoritmii necesari pentru a converti semnalul electric brut generat de Nanopore într-o secvență de ADN sau ARN. Sunt disponibile kituri de baze de apel diferite în funcție de platforma de secvențiere și nivelul dorit de acuratețe.
• Kit de analiză a datelor: Acest kit conține software-ul și instrumentele necesare pentru a analiza și interpreta datele de secvențiere, inclusiv controlul calității, alinierea, apelarea variantelor și anotarea funcțională. Sunt disponibile kituri de analiză a datelor diferite în funcție de aplicația de secvențiere și întrebarea de cercetare.ța cu datele de secvențiere.

3. Demonstrație practică de secvențiere cu Nanopore MinION 

Se va utiliza ADN ambiental obținut din medii extreme (apă din lac sărat) pentru parcurgerea tuturor etapelor din schema de lucru a secvențierii Nanopore, de la crearea bibliotecii de secvență și până la analiza datelor.

Bibliografie recomandată de instructor:

https://nanoporetech.com/sites/default/files/s3/NAN100043 Microbiome White Paper 020818 ml DIGITAL.pdf

Bibliografia disponibilă în bibliotecile Facultății de Biologie și Geologie:

• Lesk A.M., Introduction to genomics. Oxford : Oxford University Press, 2017.