Detail projektu

Bioinformatická a experimentální identifikace nekanonických struktur v genomové DNA

Období řešení: 1. 4. 2008 – 31. 12. 2010

Typ projektu: grant

Kód: GA204/08/1560

Agentura: Grantová agentura České republiky

Program: Standardní projekty

Název anglicky
In vitro and in silico identification of non-canonical DNA structures in genomic sequences
Typ
grant
Klíčová slova

nekanonická struktura DNA, palindrom, duplikace, duplex, triplex, přibližné vyhledávání vzorů, bioinformatika, hradlová pole (FPGA)

Abstrakt

Sekvenování genomů zvýšilo zájem nejen o nekódující DNA, ale i o nekanonické struktury, které může nekódující DNA vytvářet, a jejich možné biologické funkce. V tomto návrhu hodláme skloubit nejnovějšími technologiemi molekulární biologii s bioinformatikou ve snaze pochopit, předpovídat a mapovat v lidském genomu výskyt biologicky důležitých struktur. Na základě předcházejícího výskumu se experimentálně soustředíme hlavně na detekci křížových struktur DNA a riplexů DNA. Zmodernizujeme a v případě křížových struktur vytvoříme výpočetní nástroj pro predikci těchto struktur v genomové DNA. Aplikace bude zahájena s regulačními oblastmi nádorových supresorů a onkogenů (např. p53) či jejich cílových genů (např. EGFR, c-myc, hsp90) studovaných v laboratoři navrhovatele. Rychlost počítačového zpracování celých genomů docílíme využitím vhodných algoritmů a jejich implementaci s podporou hradlových polí (FPGA). Takto budeme schopni rychle a s vyšší citlivostí anotovat genomy z pohledu výskytu zajímavých struktur, vyhodnotíme jejich výskyt v biologicky a medicinsky zajímavých genech a otevřeme cestu pro využití superrychlých operací v hardwaru i jiným oblastem bioinformatiky.

Cílem je zdokonalit existující a vytvořit nové postupy pro identifikaci nekanonických struktur v DNA. Experimentálně se
zaměříme na nádorové supresory a onkogeny, výpočetně na rychlost a citlivost metod a analýzu genomů. Vytvoříme
pilotní server pro další výskum a využití v bioinformatice.

Řešitelé
Fučík Otto, doc. Dr. Ing. (UPSY) – hlavní řešitel
Burgetová Ivana, Ing., Ph.D. (UIFS)
Martínek Tomáš, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Publikace

2011

  • LEXA, M.; MARTÍNEK, T.; BURGETOVÁ, I.; KOPEČEK, D.; BRÁZDOVÁ, M. A dynamic programming algorithm for identification of triplex-forming sequences. BIOINFORMATICS, 2011, vol. 27, no. 18, p. 2510-2517. ISSN: 1367-4803. Detail
  • MARTÍNEK, T.; LEXA, M. Architecture Model for Approximate Tandem Repeat Detection. 22nd IEEE International Conference on Application-specific Systems, Architectures and Processors. Santa Monica, California: IEEE Computer Society, 2011. p. 239-242. ISBN: 978-1-4577-1290-6. Detail

2010

  • MARTÍNEK, T. Evaluation of Biological Sequence Similarity Using FPGA Technology. Information Sciences and Technologies Bulletin of the ACM Slovakia, 2010, vol. 2, no. 2, p. 93-102. ISSN: 1338-1237. Detail
  • MARTÍNEK, T.; LEXA, M. Hardware Acceleration of Approximate Tandem Repeat Detection. IEEE Symposium on Field-Programmable Custom Computing Machines. Charlotte: IEEE Computer Society, 2010. p. 79-86. ISBN: 978-0-7695-4056-6. Detail

2009

  • MARTÍNEK, T.; LEXA, M.; VOŽENÍLEK, J. Architecture model for approximate palindrome detection. In 2009 IEEE Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits and Systems. Liberec: IEEE Computer Society, 2009. p. 90-95. ISBN: 978-1-4244-3339-1. Detail

2008

  • MARTÍNEK, T.; LEXA, M. Hardware Acceleration of Approximate Palindromes Searching. In The International Conference on Field-Programmable Technology. Taipei: IEEE Computer Society, 2008. p. 65-72. ISBN: 978-1-4244-2796-3. Detail
Nahoru