Adnotarea taxonomică a secvențelor utilizând genomica microbiană la nivelul întregii comunități- Facultatea de Biologie și Geologie

Scopul principal al cursului este de a transmite participanților un set cuprinzător de abilități și cunoștințe în adnotarea taxonomică a secvențelor microbiene utilizând abordări genomice. Cursul are următoarele obiective specifice:

1. Introducerea cursanților în aspectele de bază privind evoluția taxonomiei procariotelor în era genomică. Se urmărește înțelegerea de către cursanți a contextului istoric și a principalelor Etapele care au modelat evaluarea diversității procariotelor, subliniindu-se rolul esențial jucat de progresele genomice în remodelarea paradigmelor taxonomice.
2. Dezvoltarea abilităților în analiza datelor metagenomice, cu accent pe preprocesarea și asamblarea datelor brute de secvență. Până la finalul acestui modul, studenții ar trebui să fie competenți în gestionarea și preprocesarea seturilor mari de date genomice.
3. Dezvoltarea cunoștințelor detaliate despre instrumentele concepute pentru eliminarea contaminării și îmbunătățirea genomurilor asamblate din metagenom (MAG). Obiectivul este de a contribui la creșterea expertizei cursanților în rafinarea MAG-urilor pentru calitate optimă în analizele ulterioare.
4. Însușirea cunoștințelor privind tehnici avansate pentru analiza genei pentru ARNr 16S din MAG-uri și efectuarea unor analize taxonomice cuprinzătoare. Acest lucru include interpretarea diversității taxonomice utilizând secvențele genei 16S și parametrul ANI/AAI, precum și bazele de date GTDB și MiGA, permițând studenților să obțină înțelegerea compoziției comunităților microbiene la nivel genomic.

Cursul este împărțit în două părți. Cursul introductiv poartă titlul ,,Taxonomia procariotelor în era genomică și motivele pentru crearea SeqCode”. SeqCode abordează provocările denumirii procariotelor necultivabile, oferind un sistem alternativ de nomenclatură în care secvențele genomice servesc drept tipuri nomenclaturale. Funcționând prin intermediul Registrului SeqCode, validează și înregistrează nume bazate pe izolate genomice, genomuri asamblate din metagenom sau secvențe genomice amplificate unic. Acest lucru facilitează denumirea sistematică și obiectivă a procariotelor, promovând comunicarea în domeniul microbiologiei.

Cursurile practice includ următoarele module:

1. Analiza datelor brute metagenomice: Această etapă implică prelucrarea datelor brute metagenomice, inclusiv controlul calității, filtrarea, decontaminarea, dereplicarea etc. Analiza datelor brute metagenomice este necesară pentru obținerea acurateței și fiabilității în analizele ulterioare ale comunităților microbiene.
2. Gruparea secvențelor și rafinarea MAG: Vom ghida studenții prin etapa de binning, inclusiv utilizarea unor instrumente pentru eliminarea contaminării și îmbunătățirea calității în genomurile asamblate din metagenom (MAG).
3. Analiza taxonomică bazată pe secvențele marker de ARNr 16S din MAG: Vom proceda la analiza secvențelor genei 16S din MAG-uri și la efectuarea analizei taxonomice.
4. Analiza taxonomică utilizând instrumentele GTDB și MiGA: Se va preda analiza taxonomică bazată pe genele marker (GTDB) și pe analiza ANI/AAI (MiGA).
5. Înregistrarea MAG-urilor în SeqCode: Acest modul include înregistrarea MAG-urilor în SeqCode (https://seqco.de/), împreună cu o înțelegere cuprinzătoare a acestui proces. Registrul SeqCode este arhiva centrală pentru denumirea procariotelor propuse în cadrul nomenclaturii SeqCode (Hedlund et al., 2022).