Ú STAV BIOMEDICÍNSKÉHO INŽENÝRSTVÍ V YSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V B RNĚ.

Prezentace na téma: "Ú STAV BIOMEDICÍNSKÉHO INŽENÝRSTVÍ V YSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V B RNĚ."— Transkript prezentace:

1 Ú STAV BIOMEDICÍNSKÉHO INŽENÝRSTVÍ V YSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V B RNĚ

2 Proč? 2 současná genomika počet sekvencí v GenBank Duben 2014: 171744486 143446790 počet kompletních prokaryotních genomů: ̴3000

3 3 sekvencesignál genomický signál Proč? numerická mapa: sekvence -> signál

4 4 genomický signál Fakta! 4 nukleotidy -> nativně 4D signál různé formy redukce dimenzionality Z křivka spektrogram

5 5 nukleotidový čtyřstěn Adenin Guanin Thymin Cytosin slabá-silná (x) amino-keto (y) puriny-pyrimidiny (z) Fakta!

6 6 komplexní reprezentace z x +1 +1 Im Re +1 +j -j puriny pyrimidiny slabá silná amino keto a = 1 + j g = -1 + j c = -1 - j t = 1 - j GA TC ϕ ϕ a = π/4ϕ g = 3π/4 ϕ c = -3π/4 ϕ t = -π/4

7 Jak? 7 kumulovaná fáze suma fází od 1. po aktuální nukleotid v sekvenci nukleotid kumulovaná fáze [rad] Sequence:AGTACC

8 Proč? 8 prokaryota: analýza signálů přiblížené Fourierovo spektrum kumulovaná fáze E. coli vzorkovací frekvence f vz je dána délkou genomu

9 Jak? 9 prokaryota: analýza signálů DWT.. dyadická vlnková transformace Haarova vlnka redundantní pásma

10 Výsledky! 10 prokaryota: podvzorkování podvzorkované signály podvzorkovací (kompresní) faktor 1 : 2 14 chyba způsobená podvzorkováním

11 Výsledky! 11 prokaryota: zarovnání DTW.. dynamické borcení časové osy

12 Výsledky! 12 prokaryota: klasifikace UPGMA dendrogramy (a) celogenomové signály (b) 16S rRNA znakové zpracování Betaproteobacteria 1 Thermococci 2 Bacilli 3 Gammaproteobacteria 4

13 Jak? 13 eukaryota: analýza signálů kumulované fáze genu ACTA1 detrendizované kumulované fáze genu ACTA1 detrendizace

14 Výsledky! 14 eukaryota: zarovnání zarovnání pomocí DTW výpočetní čas v závislosti na podvzorkování změna vzdáleností OTU na stupni podvzorkování

15 Výsledky! 15 eukaryota: klasifikace UPGMA dendrogramy (a) signálové zpracování (b) znakové zpracování mammals: euarchontoglires laurasiatheria

16 Fakta! 16 shrnutí zcela nové a výhodné postupy masivní podvzorkování s minimální ztrátou informace, možnost využití ztrátové komprese výrazné ušetření výpočetního času nepoužívá skórovací matice

17 děkuji za pozornost Sedlar, K., Skutkova, H., Vitek, M. & Provaznik, I.: Prokaryotic DNA Signal Downsampling for Fast Whole Genome Comparison. Information Technologies in Biomedicine, Volume 3. pp. 373 – 383 (2014) Skutkova, H., Vitek, M., Babula, P., Kizek, R. & Provaznik, I.: Classification of genomic signals using dynamic time warping. BMC Bioinformatics, vol. 14, Suppl 10, S1 (2013)