Curso precongreso (40 horas) 30 de septiembre al 3 de octubre, 2014

Transcripción

1 Curso precongreso (40 horas) 30 de septiembre al 3 de octubre, 2014 Fic-omica: Curso Básico de Secuenciación de Nueva Generación. Aplicaciones en Ficología. Profesores: Dra. Mariana Cabral de Oliveira. Departamento de Botánica, Instituto de Biociencias, Universidad de Sao Paulo. Dra. Susan Ienne da Silva Vançan. Instituto de Ciencias Biomédicas, Universidad de Sao Paulo. M.Sc. Tiago Antonio de Souza. Instituto de Ciencias Biomédicas, Universidad de Sao Paulo. Lugar: Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, San Rafael Atlixco No. 186, Col. Vicentina, Iztapalapa, 09340, México. Fecha y horario: El curso tendrá una duración de 5 días (40 hrs. totales), del lunes 30 de septiembre al viernes 3 de octubre, 2014, con tres horas de clases teóricas por las mañanas (9:00-12:00) y cuatro horas de sesiones prácticas por la tarde (14:00-18:00). Importancia del curso: Estudios recientes de genómica y transcriptómica han permitido ampliar los conocimientos sobre la función y estructura de los genes y genomas de una manera muy rápida, así como de las relaciones evolutivas de los genes y organismos. A pesar de esto, el acelerado desarrollo y uso de las técnicas NGS han generado varios bootlenecks, obstaculizando el avance, en paralelo, de la interpretación de algunas hipótesis científicas. Por estos motivos, el presente curso pretende abordar de manera comparativa las diferentes plataformas de NGS existentes, enfocándonos en los principales problemas enfrentados por la mayoría de los investigadores, así como en el diseño experimental, calidad de las muestras y bio-informática. Modalidad de enseñanza: El curso pretende introducir a los alumnos, de una manera gradual e interactiva, en los principales aspectos que comprenden los estudios actuales en genómica y transcriptómica. Se abordarán los métodos más comunes de investigación y análisis de datos primeramente en organismos modelos, usando diferentes plataformas de secuenciación de nueva generación. Se realizará especial énfasis en los aspectos prácticos y en los grupos de discusión, considerando fundamentalmente los temas de proyectos relacionados con la ficología y sus particularidades. Objetivos: Este curso pretende ampliar la visión de los alumnos sobre los aspectos más importantes de la producción, análisis e interpretación de los datos en genómica y transcriptómica. Todo esto con la finalidad de que el alumno desarrolle una visión crítica y profunda sobre este tipo de análisis para su posterior aplicación en sus 1

2 respectivos proyectos de investigación. Idioma: Portugués/Español Contenido general: Las clases teóricas contextualizarán al alumno en los principios fundamentales de la secuenciación y serán esenciales además para el entendimiento de los métodos de análisis. Se proveerán conocimientos básicos de computación necesarios para el análisis de datos en diferentes plataformas de secuenciación. La parte práctica se enfocará en estudios caso de organismos modelos establecidos, para la fijación de los principales conceptos y técnicas. Finalmente se realizará la discusión de los proyectos particulares de cada alumno, principalmente aquellos enfocados en la ficología, desde la elaboración de estrategias experimentales hasta la interpretación de datos. Programa: La secuenciación del ADN permite dilucidar la función, estructura y relaciones evolutivas de los genes y organismos. Las plataformas de NGS (Next Generation Sequencing) han conducido a un nivel superior de la generación del conocimiento, por permitir la secuenciación masiva de moléculas de ADN en un corto período de tiempo. Este curso pretende abordar comparativamente las diferentes plataformas de NGS existentes, las aplicaciones y el procesamiento de datos generados, así como desarrollar protocolos para la elaboración de proyectos basados en NGS en el campo de la ficología. Cronograma: FECHA SESIÓN TEMA 29/09/2014 Mañana Teoría Introducción a las diferentes tecnologías de secuenciación Tarde Práctica Análisis de datos de secuenciación 30/09/2014 Mañana Teoría Tarde Práctica 01/10/2014 Mañana Teoría Introducción a la secuenciación de nueva generación - SOLiD, Illumina y Ion Análisis de datos de secuenciación de nueva generación Introducción a Linux y softwares de análisis de datos - softwares LifeScope, Galaxy e CLC Genomics Workbench. Diseño experimental y preparación de muestras para Secuenciación de Nueva Generación Tarde Práctica Estrategias básicas de análisis de transcriptomas 02/10/2014 Mañana Teoría Proyectos de Genómica y diversidad en ficología basados en DNA barcoding (1) Tarde Práctica Estrategias de análisis genómicas 03/10/2014 Mañana Teoría Tarde Teoría-Práctica Proyectos de Genómica y diversidad en ficología basados en DNA barcoding (2) Elaboración de proyectos en Fic-omics Consideraciones Finales Teoría: Día 1 (29 septiembre, 9:00-12:00) 1 - Introducción a las diferentes tecnologías de secuenciación Secuenciación de Primera Generación - Sanger. 2

3 1.2 - Búsqueda de similitud en bancos de datos. Día 2 (30 septiembre, 9:00-13:00) 2 - Introducción a la secuenciación de nueva generación Conceptos y aplicación de las tecnologías SOLiD, Illumina y Ion. Día 3 (1 octubre, 9:00-12:00) 3 - Diseño experimental y preparación de muestras para Secuenciación de Nueva Generación Diseño experimental de Proyectos de secuenciación Extracción de ADN y parámetros de calidad Métodos de extracción de ARN total y las ventajas y desventajas de las estrategias más comunes de enriquecimiento - RNAm y depleción de RNA ribosomal - y el impacto en el análisis de datos. Día 4 (2 octubre, 9:00-12:00) 4 - Proyectos de Genómica y diversidad en ficología basados en DNA barcoding (1) Día 5 (3 octubre, 9:00-12:00) 5 - Proyectos de Genómica y diversidad en ficología basados en DNA barcoding (2) Prácticas: Día 1 (29 septiembre, 14:00-18:00) 6 - Análisis de datos de secuenciación Introducción y análisis de datos de secuenciación Sanger. Día 2 (30 septiembre, 14:00-18:00) 7 - Análisis de datos de secuenciación de nueva generación Introducción al análisis de datos Introducción a Linux y softwares de análisis de datos - softwares LifeScope, Galaxy e CLC Genomics Workbench. Día 3 (1 octubre, 14:00-18:00) 8 - Estrategias básicas de análisis de transcriptomas Análise de RNA-seq na Plataforma SOLiD. Día 4 (3 octubre, 14:00-18:00) 9 - Estrategias de análisis genómicas Montajes de genomas de novo y re-secuenciación Perfiles de expresión génica y filtrado de SNPs. Día 5 (3 octubre, 14:00-18:00) 10 - Elaboración de proyectos en Fic-omics Consideraciones Finales. Requisitos: El curso está dirigido fundamentalmente a estudiantes y profesores graduados en Biología o áreas afines, que tengan interés y posean conocimientos básicos de biología molecular y genética. Sería deseable (aunque no obligatorio) la participación de estudiantes con conocimientos básicos o avanzados de sistemas de computación (UNIX/LINUX). 3

4 Cupo: Mínimo 30 estudiantes, máximo 35 estudiantes. Costo: $ 2, pesos mexicanos (180 USD) Literatura: Borisenko, A.V., Sones, J.E., Hebert, P.D.N The front-end logistics of DNA barcoding: challenges and prospects. Molecular Ecology Resources 9 (Suppl. 1), Collén, J. et al Genome structure and metabolic features in the red seaweed Chondrus crispus shed light on evolution of the Archaeplastida. PNAS Curtis, B.A. et al Algal genomes reveal evolutionary mosaicism and the fate of nucleomorphs. Nature 492: Douglas, S. et al The highly reduced genome of an enslaved algal nucleus. Nature 410 (6832): Fairfield, H Mutation discovery in mice by whole exome sequencing. Genome Biology 12:R86. Lam, H.Y.K. et al Performance comparison of whole-genome sequencing platforms. Nature Biotechnology 30: 1. Lazebnik, Y Can a biologist fix a radio? - Or, what I learned while studying apoptosis. Cancer Cell 2: Lewin, B Genes X. Oxford Univ. Press, Oxford, pp Loman, N.J.et al Performance comparison of bechtop high-throughput sequencing platforms. Nature Biotechnology 30: 5. Merchant, S. et al The Chlamydomonas Genome Reveals the Evolution of Key Animal and Plant Functions. Sicence 318: 5848 pp Danecek, P. et al. and 1000 Genomes Project Analysis Group The Variant Call Format and VCFtools. Bioinformatics 27(15): doi: /bioinformatics/btr330. Epub 2011 Jun 7. Ratnasingham, S., Hebert, P.D.N BOLD: The Barcode of Life Data System ( Molecular Ecology Notes (2007) doi: /j x Rocap, G. et al Genome divergence in two Prochlorococcus ecotypes reflects oceanic niche differentiation. Nature 424: Shi, T., Falkowski, P.G Genome evolution in cyanobacteria: The stable core and the variable shell. PNAS 105: Sterky, F., Lundeberg, J Sequence and analysis of genes and genomes. J. of Biotechnology 76: Taylor, H.R., Harris, W.E An emergent science on the brink of irrelevance: a review of bthe past 8 years of DNA barcoding Molecular Ecology Resources 12:

5 Tirichine, L., Bowler, C Decoding algal genomes: tracing back the history of photosynthetic life on Earth. The Plant Journal 66: Wang, K. et al ANNOVAR: Functional annotation of genetic variants from next-generation sequencing data. Nucleic Acids Research 38:e164. Life Technologies - LifeScope Genomic Analysis Software 2.5.1, Command Shell & Graphics Interface. Publication Part Number Rev.A. Revision Date April Galaxy Project - Sitios web de Teoría en NGS: (Incluye línea del tiempo de secuenciación) 6c99d04df1 (Comparación entre plataformas de NGS) Sitios web de cursos de NGS: Conferences/Advanced-Courses/index.htm 5