Einladung zur öffentlichen Disputation

von Gordon Gremme

Mittwoch, 15. Mai 2013 um 16:15 Uhr
ZBH - Zentrum für Bioinformatik, Bundesstr. 43, Raum 16

"Rechnergestützte Genstrukturvorhersage"

Abstract:

Moderne molekularbiologische Forschung ist durch die Verfügbarkeit stetig wachsender Datenmengen charakterisiert. Diese Daten sind auf Grund der experimentellen Methoden, die sie erzeugen, oftmals fehlerbehaftet. Die Bioinformatik beschäftigt sich damit, molekularbiologische Daten zu speichern, abzurufen und zu analysieren. DNA, der grundlegende Informationsträger des Lebens, wird heutzutage im industriellen Maßstab sequenziert und im Kontext von Genomprojekten zu kompletten Genomen zusammengefügt. Ein wichtiges Ziel dieser Genomprojekte ist die Vorhersage der funktionalen Elemente in einem Genom, insbesondere der Gene. Die vorgestellte Dissertation befasst sich mit der automatischen Annotation von Genen in vollständig sequenzierten Genomen, ein Prozess, der rechnergestützte Genstrukturvorhersage genannt wird.

Diese Disputation erklärt die Methoden und Techniken, die die Grundlage der Genstrukturvorhersagesoftware GenomeThreader bilden. GenomeThreader benutzt homologe biologische Sequenzen (sogenannte cDNA/EST und/oder Proteinsequenzen) und berechnet Spliced Alignments, die Genstrukturen beschreiben. Zur Vorhersage der Genstrukturen wird ein mehrphasiger Ansatz benutzt. Dabei werden die unter Umständen sehr großen Sequenzdatenmengen in frühen Phasen auf vielversprechende Genkandidaten reduziert, die dann in späteren Phasen durch rechenaufwändigere Algorithmen verfeinert werden. Die Resultate dieser Genstrukturvorhersagen, die Genomannotationen, können sehr umfangreich werden und aufwendige Schritte der Weiterverarbeitung erfordern. Um mit solchen Annotationen einfach und effizient umgehen zu können, wurde das GenomeTool Genomanalysesystem entwickelt, das ebenfalls vorgestellt wird.

Die Vorhersagequalität von GenomeThreader wurde auf verschiedenen Datensätzen evaluiert. Es zeigt sich, dass GenomeThreader für die üblichen Genvorhersageaufgaben sehr gute Ergebnisse liefert. Die Qualität der Ergebnisse ist vergleichbar mit den Ergebnissen der besten anderen Programme und teilweise sogar besser. Durch die gelungene Integration der einzelnen Phasen ist die Software sehr einfach zu benutzen, eine Eigenschaft, die sie von ihren Wettbewerbern unterscheidet. GenomeThreader hat weite Verbreitung in der Wissenschaftsgemeinde gefunden. Es gibt ca. 160 Nutzer weltweit und 30 Publikationen zitieren den wissenschaftlichen Artikel, der eine frühe Version der Software beschreibt. Das quelloffene Softwarepaket GenomeTools diente als Grundlage für 10 weitere publizierte Werkzeuge zur Sequenz- und Annotationsverarbeitung.

Alle Mitglieder des Fachbereichs Informatik sind zu dieser öffentlichen Veranstaltung herzlich eingeladen.

Kontakt:

Prof. Dr. Matthias Rarey
Vorsitzender des Promotionsprüfungsausschusses