Algorithms for the discovery of large genomic inversions using pooled clone sequencing
Büyük inversiyonların toplanmış klon dizileme yöntemi kullanılarak keşfi için algoritmalar
- Tez No: 395472
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. CAN ALKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Genetik varyasyon, Genetic variation
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Genel olarak kopya sayısı varyasyonu (KSV) ve dengeli yeniden düzenlemeler olarak sınıflandırılabilen çok çeşitli genomik yapısal varyasyon tipleri bulunmaktadır. Her ne kadar literatürde KSV'lerin karakterizasyonu için çok sayıda algoritma varsa da, inversiyon ve translokasyon gibi dengeli yeniden düzenlemelerin keşfi henüz açık bir problemdir. Bunun başlıca sebebi, bu tür varyasyonların kırılma noktalarının parçasal duplikasyonlar ve yaygın tekrarlara denk gelmesi, ve bu durumun kısa okumaların güvenilir şekilde hizalandırılmasını zorlaştırmasıdır. 1000 Genom Projesi inversiyonlarin bulunması için bazı metotların geliştirilmesine önayak olduysa da, geliştirilen algoritmalar göreceli olarak kısa inversiyonlarin keşfiyle sınırlıdır, ve büyük inversiyonlarin yeni nesil dizileme (YND) kullanılarak keşfi için halihazırda bir algoritma bulunmamaktadır. Bu çalışmada, daha önce haplotip haritalama için geliştirilmiş olan bir dizileme metotunu (Kitzman vd., 2011) kullanarak büyük inversiyonlarin karakterizasyonunu öneriyoruz. Toplanmış klon dizileme adı verilen bu yöntem, klon tabanlı dizilemenin sağladığı avantajları YND teknolojilerinin hız ve masraf etkinliği ile birleştirmektedir. Bu yöntem ile elde edilmiş verileri kullanarak, dipSeq adında, büyük inversiyonları (>500 Kbp) keşfedebilen bir algoritma geliştirdik. dipSeq algoritmasının gücünü önce simüle edilmiş verilerle ispatlayıp, daha sonra da NA12878 kodlu insan DNA'sından elde edilmiş gerçek veriye uyguladık. Bu genomda daha önceden keşfedilmiş ve deneysel olarak ispatlanmış bütün büyük inversiyonlari bulabildik. Ayrıca önceden bilinmeyen yeni bir inversiyon polimorfizmini de bulup florasan in situ hibridizasyon yöntemi ile tahminimizi doğruladık.
Özet (Çeviri)
An inversion is a chromosomal rearrangement in which an internal segment of a chromosome has been broken twice, flipped 180 degrees, and rejoined. Most known examples of large inversions were found indirectly from studies on human disease where inversions have no detectable effect in parents, but increase the risk of a disease-associated rearrangement in the offspring. The development of a map of inversion polymorphisms will provide valuable information regarding their distribution and frequency in the human genome and will help unravel how inversions and the segmental duplications architecture associated with inverted haplotypes contribute to genomic susceptibility to disease rearrangements. The 1000 Genomes Project spearheaded the development of several methods to identify inversions, however, they are limited to relatively short inversions, and there are currently no available algorithms to discover large inversions using high throughput sequencing technologies (HTS). This is mainly because the breakpoints of such events typically lie within segmental duplications and common repeats, reducing the mappability of short reads. We propose using pooled clone sequencing (PCS), a method originally developed to improve haplotype phasing, to characterize large genomic inversions. PCS merges the advantages of clone based sequencing approaches with the speed and cost efficiency of HTS technologies. Using this sequencing data, we developed a novel algorithm, dipSeq for discovering large inversions (>500 Kbp) following the observation that clones that span the inversion breakpoint will be split into two sections, split clones, when mapped to the reference genome. We evaluate the performance of dipSeq on 3 sets of simulated data, demonstrating its correctness and robustness to structural duplications and other types of structural variations. We further applied dipSeq to the genome of a HapMap individual (NA12878). dipSeq was able to accurately discover all previously known and experimentally validated large inversions. We also identified a new inversion and confirmed using fluorescent in situ hybridization. Although dipSeq displays a relatively high false positive rate using real data, it performed better with simulated data, suggesting that the performance with the NA12878 genome may be improved with higher depth of coverage.
Benzer Tezler
- New algorithms and techniques for microprocessor-controlled PWM induction drives
Başlık çevirisi yok
OSMAN KÜKRER
Doktora
İngilizce
1987
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. BÜLENT ERTAN
- Barajların hacim-verim ilişkisi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET KILIÇARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEFARUK HAKTANIR
- Çok bileşenli distilasyon sistemlerinin optimal dizilişinin sentezi
Synthesis of optimum sequencing of multicomponent distillatron systems
İRFAN AR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
KimyaGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET BİÇER
- Isı değiştirgeç ağlarının optimum sentezi
Başlık çevirisi yok
SERAP CESUR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BENO KURYEL
- Sıralama yöntemleri ve ikili ağaç sistemi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ALİ TANSEL DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞABAN EREN