Diplomová práce se zabývá celogenomovým sekvenováním a anotací 2 vybraných druhů sinic, sladkovodní sinice Jacksonvillea apiculata 2014/77b a epizoické nebo endozoické sinice Synechococcus sp. S4.
Teoretická část obsahuje poznatky o fylogenomice, genomice sinic a genome streamliningu, využití celogenomového sekvenování ve výzkumu evoluce sinic a sekundárním metabolismu.
Praktická část zahrnuje zpracování sekvenčních dat a kompletní anotaci kódujících sekvencí, repetitivních sekvencí, tRNA, analýzu ontologie genů, přítomnosti sekundárního metabolismu a zařazení do systému sinic na základě fylogenomického přístupu u obou vybraných druhů sinic. U Synechococca sp. S4 byla ještě navíc provedena analýza horizontálního přenosu genů, analýza přítomnosti delecí a inverzí v porovnání s nejbližším příbuzným, sinicí Cyanobium gracile PCC 6307 a datovací analýza. Velikost genomu J. apiculata 2014/77b byla stanovena na 10,7 Mb s 44% obsahem G:C bází a 10 096 protein kódujícími sekvencemi. Fylogenomickou analýzou byla J. apiculata zařazena do řádu Oscillatoriales, ale byla odhalena možná kontaminace kmenu jinou sinicí. Velikost genomu Synechococca sp. S4 byla stanovena na 2,7 Mb s obsahem G:C bází 70 % a 2 672 protein kódujícími sekvencemi. Fylogenomickou analýzou byla potvrzena předpokládaná příbuznost se sinicí C. gracile PCC 6307. Nebylo potvrzeno spojení redukce genomu Synechococca sp. S4 se symbiózou. Datovací analýzou bylo určeno stáří tohoto druhu na přibližně 90 milionů let.
Anotace v angličtině
This diploma thesis is focused on a whole-genome sequencing and annotation of two selected cyanobacterial species, freshwater cyanobacterium Jacksonvillea apiculata 2014/77b and epizoic or endozoic cyanobacteria Synechococcus sp. S4.
Theoretical part of this thesis contains principal knowledge of phylogenomics, cyanobacterial genomics and genome streamlining, using whole-genome sequencing to study the evolution of cyanobacteria and secondary metabolism.
Practical part of this thesis involves processing primary sequence data, complete annotation of coding regions, repetitive sequences, tRNA, gene ontology analysis, presence of secondary metabolism and an inference of cyanobacterial phylogeny of the two selected cyanobacterial species by the phylogenomic approach. This part also contains the analysis of horizontal gene transfer, presence of deletions and inversions of Synechococcus sp. S4 by comparison with its closest neighbour Cyanobium gracile PCC 6307 and the divergence time analysis. The size of the genome of J. apiculata 2014/77b is 10,7 Mb with the G:C content of 44 % and 10 096 coding sequences. Phylogenomic analysis pinpointed the location of J. apiculata to an Oscillatoriales order but a possible contamination by a different cyanobacteria in the culture has been found. The size of the genome of Synechococcus sp. S4 is 2,7 Mb with the G:C content of 70 % and 2 672 coding sequences. Phylogenomic analysis has confirmed its close relationship with C. gracile PCC 6307. A connection between the genome reduction of Synechococcus sp. S4 and symbiosis hasn't been found. Divergence time analysis dated the origin of this species to approximately 90 million years ago.
Diplomová práce se zabývá celogenomovým sekvenováním a anotací 2 vybraných druhů sinic, sladkovodní sinice Jacksonvillea apiculata 2014/77b a epizoické nebo endozoické sinice Synechococcus sp. S4.
Teoretická část obsahuje poznatky o fylogenomice, genomice sinic a genome streamliningu, využití celogenomového sekvenování ve výzkumu evoluce sinic a sekundárním metabolismu.
Praktická část zahrnuje zpracování sekvenčních dat a kompletní anotaci kódujících sekvencí, repetitivních sekvencí, tRNA, analýzu ontologie genů, přítomnosti sekundárního metabolismu a zařazení do systému sinic na základě fylogenomického přístupu u obou vybraných druhů sinic. U Synechococca sp. S4 byla ještě navíc provedena analýza horizontálního přenosu genů, analýza přítomnosti delecí a inverzí v porovnání s nejbližším příbuzným, sinicí Cyanobium gracile PCC 6307 a datovací analýza. Velikost genomu J. apiculata 2014/77b byla stanovena na 10,7 Mb s 44% obsahem G:C bází a 10 096 protein kódujícími sekvencemi. Fylogenomickou analýzou byla J. apiculata zařazena do řádu Oscillatoriales, ale byla odhalena možná kontaminace kmenu jinou sinicí. Velikost genomu Synechococca sp. S4 byla stanovena na 2,7 Mb s obsahem G:C bází 70 % a 2 672 protein kódujícími sekvencemi. Fylogenomickou analýzou byla potvrzena předpokládaná příbuznost se sinicí C. gracile PCC 6307. Nebylo potvrzeno spojení redukce genomu Synechococca sp. S4 se symbiózou. Datovací analýzou bylo určeno stáří tohoto druhu na přibližně 90 milionů let.
Anotace v angličtině
This diploma thesis is focused on a whole-genome sequencing and annotation of two selected cyanobacterial species, freshwater cyanobacterium Jacksonvillea apiculata 2014/77b and epizoic or endozoic cyanobacteria Synechococcus sp. S4.
Theoretical part of this thesis contains principal knowledge of phylogenomics, cyanobacterial genomics and genome streamlining, using whole-genome sequencing to study the evolution of cyanobacteria and secondary metabolism.
Practical part of this thesis involves processing primary sequence data, complete annotation of coding regions, repetitive sequences, tRNA, gene ontology analysis, presence of secondary metabolism and an inference of cyanobacterial phylogeny of the two selected cyanobacterial species by the phylogenomic approach. This part also contains the analysis of horizontal gene transfer, presence of deletions and inversions of Synechococcus sp. S4 by comparison with its closest neighbour Cyanobium gracile PCC 6307 and the divergence time analysis. The size of the genome of J. apiculata 2014/77b is 10,7 Mb with the G:C content of 44 % and 10 096 coding sequences. Phylogenomic analysis pinpointed the location of J. apiculata to an Oscillatoriales order but a possible contamination by a different cyanobacteria in the culture has been found. The size of the genome of Synechococcus sp. S4 is 2,7 Mb with the G:C content of 70 % and 2 672 coding sequences. Phylogenomic analysis has confirmed its close relationship with C. gracile PCC 6307. A connection between the genome reduction of Synechococcus sp. S4 and symbiosis hasn't been found. Divergence time analysis dated the origin of this species to approximately 90 million years ago.
1. Vypracování literární rešerše na téma fylogenomika a využití celogenomového sekvenování ve výzkumu evoluce sinic.
2. Bioinformatická analýza primárních sekvenačních dat: sestavení genomů, anotace kódujících regionů, repeticí, tRNA.
3. Rekonstrukce fylogenetických vztahů mezi osekvenovanými genomy s genomy v databázi.
Zásady pro vypracování
1. Vypracování literární rešerše na téma fylogenomika a využití celogenomového sekvenování ve výzkumu evoluce sinic.
2. Bioinformatická analýza primárních sekvenačních dat: sestavení genomů, anotace kódujících regionů, repeticí, tRNA.
3. Rekonstrukce fylogenetických vztahů mezi osekvenovanými genomy s genomy v databázi.
Seznam doporučené literatury
1. Dvořák, P.; Casamatta, D. A.; Poulíčková, A.; Hašler, P.; Ondřej, V.; Sanges, R. Synechococcus: 3 billion years of global dominance. Molecular Ecology 2014: 23, 5538-5551
2. Dvořák, P.; Poulíčková, A.; Hašler, P.; Belli, M.; Casamatta, D. A.; Papini, A. Species concepts and speciation factors in cyanobacteria, with connection to the problems of diversity and classification. Biodiversity and Conservation 2015: 24(4), 739-757
3. Hašler, P.; Dvořák, P.; Poulíčková, A.; Casamatta, D. A. A novel genus Ammassolinea gen. nov. (Cyanobacteria) isolated from subtropical epipelic habitats. Fottea 2014: 14(2), 241-248
4. Shih, P. M.; Wu, D.; Latifi, A.; Axen, S. D.; Fewer, D. P.; Talla, E.; Calteau, A.; Cai, F.; de Marsac, N. T.; Rippka, R.; Herdman, M.; Sivonen, K.; Coursin, T.; Laurent, T.; Goodwin, L.; Nolan, M.; Davenport, K. W.; Han, C. S.; Rubin, E. M.; Eisen, J. A.; Woyke, T.; Gugger, M.; Kerfeld, C. A. Improving the coverage of the cyanobacterial phylum using diversity-driven genome sequencing. Proceedings of the National Academy of Sciences 2013: 110(3), 1053-1058
5. Schirrmeister, B. E.; de Vos, J. M.; Antonelli, A.; Bagheri, H. C. Evolution of multicellularity coincided with increased diversification of cyanobacteria and the Great Oxidation Event. Proceedings of the National Academy of Sciences 2012: 110(5), 1791-1796
6. Herrero, A.; Flores, E. The cyanobacteria: molecular biology, genomics and evolution. Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis, Centro de Investigaciones Científicas Isla de la Cartuja, 41092 Sevilla, Spain; Caister Academic Press 2008 ISBN:978-1-904455-15-8
Seznam doporučené literatury
1. Dvořák, P.; Casamatta, D. A.; Poulíčková, A.; Hašler, P.; Ondřej, V.; Sanges, R. Synechococcus: 3 billion years of global dominance. Molecular Ecology 2014: 23, 5538-5551
2. Dvořák, P.; Poulíčková, A.; Hašler, P.; Belli, M.; Casamatta, D. A.; Papini, A. Species concepts and speciation factors in cyanobacteria, with connection to the problems of diversity and classification. Biodiversity and Conservation 2015: 24(4), 739-757
3. Hašler, P.; Dvořák, P.; Poulíčková, A.; Casamatta, D. A. A novel genus Ammassolinea gen. nov. (Cyanobacteria) isolated from subtropical epipelic habitats. Fottea 2014: 14(2), 241-248
4. Shih, P. M.; Wu, D.; Latifi, A.; Axen, S. D.; Fewer, D. P.; Talla, E.; Calteau, A.; Cai, F.; de Marsac, N. T.; Rippka, R.; Herdman, M.; Sivonen, K.; Coursin, T.; Laurent, T.; Goodwin, L.; Nolan, M.; Davenport, K. W.; Han, C. S.; Rubin, E. M.; Eisen, J. A.; Woyke, T.; Gugger, M.; Kerfeld, C. A. Improving the coverage of the cyanobacterial phylum using diversity-driven genome sequencing. Proceedings of the National Academy of Sciences 2013: 110(3), 1053-1058
5. Schirrmeister, B. E.; de Vos, J. M.; Antonelli, A.; Bagheri, H. C. Evolution of multicellularity coincided with increased diversification of cyanobacteria and the Great Oxidation Event. Proceedings of the National Academy of Sciences 2012: 110(5), 1791-1796
6. Herrero, A.; Flores, E. The cyanobacteria: molecular biology, genomics and evolution. Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis, Centro de Investigaciones Científicas Isla de la Cartuja, 41092 Sevilla, Spain; Caister Academic Press 2008 ISBN:978-1-904455-15-8
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Obhajobu bakalářské práce studenta Bc. Marka Glombika zahájil prof. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Student seznámil komisi s hlavními částmi a výsledky své práce. Následovalo přečtení posudku vedoucího práce Mgr. Petra Dvořáka, Dr. a oponenta RNDr. Luboše Majeského, Ph.D.
Student pak reagoval na připomínky a dotazy.
Prezentace studenta obsahovala tato témata:
" Fylogenomika - způsob analýzy dat
" Sinice - charakteristika, původ
" Cíle práce
" Experimentální provedení práce
V rozpravě byly uvedeny následující připomínky či nastoleny tyto problémy:
" Ovlivnění výsledků předpokládanou kontaminací
" Vysvětlení pojmu "genome streamlining"
" Obsah malého množství repetitivních sekvencí u sinic v porovnání s eukaryota
" Hodnověrnost údajů o velikosti genomu
" Odlišnosti v genomech studovaných sinic a jejich vliv na analýzu dat
" Výběr studovaných druhů sinic
Student na dotazy položené oponentem práce a členy komise reagoval pohotově, věcně a přiměřeně.
Hodnocení: A