Az élettudományi-klinikai felsőoktatás gyakorlatorientált és hallgatóbarát korszerűsítése a vidéki képzőhelyek nemzetközi versenyképességének erősítésére TÁMOP-4.1.1.C-13/1/KONV-2014-0001 ADATBÁNYÁSZAT I. ÉS OMICS 1. előadás PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM ÁLTALÁNOS ORVOSTUDOMÁNYI KAR GYÓGYSZERÉSZI BIOTECHNOLÓGIA TANSZÉK
A TÉMA HÁTTERE ÉS JELENTŐSÉGE A biotechnológia gyógyszerészeti jelentősége drasztikusan emelkedett az elmúlt években A biotechnológia lehetőséget nyújt egyre pontosabban ható, akár személyre szabott gyógyszerek előállítására A gyógyszergyárak bevételei is növekvő mértékben a biotechnológiai módszerekkel előállított biofarmáciai termékekre alapozódnak
TRANSZLÁCIÓS KUTATÁSOK A BIOTECHNOLÓGIÁTÓL A BIOGYÓGYSZEREKIG TÁMOP-4.1.1.C-13/1/KONV-2014-0001 A biotechnológia lehetőséget teremt, hogy megismerjük a betegségek molekuláris mechanizmusát célzott biomolekulákat állítsunk elő
A KÉMIAI ÉS A BIOLÓGIA GYÓGYSZEREK KÖZÖTTI KÜLÖNBSÉGEK TÁMOP-4.1.1.C-13/1/KONV-2014-0001 Kémiai gyógyszerek: kémiailag szintetizált kismolekulák Biológiai gyógyszerek: biológiai szervezetek által előállított, általában nagymolekulák
ADATBÁNYÁSZAT AVAGY DATA MINING MINDEN SIKERES GYÓGYSZER HÁTTERÉBEN
AZ ADATBÁNYÁSZAT SEGÍTÉSÉRE SZÁMOS TANKÖNYV ELÉRHETŐ TÁMOP-4.1.1.C-13/1/KONV-2014-0001
AZ ADATBÁNYÁSZAT JELENTŐSÉGE A sejtek funkcionális állapotát megérthetjük és magyarázhatjuk a különféle OMICS adatok (biomarkerek) integrálásával. Ezek az adatok alkalmasak beteg és egészséges szövetek, sejtek összehasonlítására, melyek alapján diagnosztikai markerek kidolgozása illetve gyógyászati célpontok azonosítása válik lehetővé.
MIT JELENT AZ OMICS? A szó végén az OMICS azt jelenti, hogy biológiai molekulák igen nagy számát vizsgálja. A biológiai molekulák típusai alapján létezik: Genomics Proteomics Metabolomics
GENOMICS A Genomics három fő kategóriába csoportosítható: Genotipizálás (a genom szekvenciájának analízise) Transcriptomics (a gének mrns-sé átírt formájának vizsgálata) Epigenomics (a génexpresszió epigenetikai szabályozását vizsgálja)
GENOTIPIZÁLÁS A genotipizálás célja: A gének fiziológiai funkciójának megismerése A gén kombinációk szerepe betegségek iránti fogékonyság meghatározásában A gének szerepe különféle betegségek kialakulásában A vizsgálatban felhasznált paraméterek: A gének közötti variációk (inzerciók, deléciók stb) leggyakrabban használt a single nucleotide polymorphisms avagy SNP-ek Tag SNP-k Módszerek: Szekvenálás Array-alapú genotipizálás Genom alapú asszociációs vizsgálatok
DNS SZEKVENÁLÁS (Chain termination DNA sequencing) TÁMOP-4.1.1.C-13/1/KONV-2014-0001 (A) Initiation of strand synthesis Primer 5 3 3 5 5 3 3 5 5 3 Templát DNS T T T T T T T T T 3 5 (B) A dideoxynucleotid Bázis (D) Autoradiograf A C T G (C) A lánc szintézise leáll, amikor ddntp-t adunk a rendszerhez DNS szekvencia dda T T T dda T dda T T T T T dda dda dda Az A család GAATTGGCGCG GAATTGGCGC GAATTGGCG GAATTGGC GAATTGG GAATTG GAATT GAAT GAA GA G
AUTOMATIZÁLT DNS SZEKVENÁLÁS (A) dda ddt ddc ddg ddntp-k mindegyik más fluorescens jelzéssel Szekvenálás, termék darabok ddt dda dda ddg ddc ddc ddg Detector Imaging rendszer Fluorescens sávok elvonulnak a detektor előtt (B) CACCGCATCGAAATTAACTTCCAAAGTTAAGCTTGG
A GÉNEXPRESSZIÓ VIZSGÁLATA A gén expessziós mintázat vizsgálata: azaz az mrns keverék minőségi és mennyiségi összehasonlítása Felhasználás: fenotipikus különbségek meghatározása, egészséges és beteg mintákban a különbségek felfedése Kihívás: a transzkriptom sokkal variábilisabb, mint a genom, nem csak sejttípusok és egyedek között, hanem környezeti hatások következtében is
A GÉNEXPRESSZIÓ VIZSGÁLATA 1. RNS izolálása, cdns szintézise Klinikai minta 2. A jelzett mintát a DNS microarray chip-hez hibridizálása 4. Adatok analízise és klinikai adatokkal történő összevetése 3. Szkennelés 8x4x2 2x4x8
MICROARRAY ADATOK VISSZAELLENŐRZÉSE Polimeráz lánc reakcióval SAGE alkalmazásával
POLIMERÁZ LÁNCREAKCIÓ (POLYMERASE CHAIN REACTION) (PCR) TÁMOP-4.1.1.C-13/1/KONV-2014-0001 Ciklus 5 5 5 3 5 3 3 3 3 3 5 5 DNS minták felmelegítése DNS láncok szeparálódása Primerek bekötődése Primerek extenzió
Begyűjtés, ligálás más fragmentumokhoz, szekvenálás TÁMOP-4.1.1.C-13/1/KONV-2014-0001 SAGE Oligo(dT) lánc RNS hozzáadása mrns 5 Dupla láncú cdns-sé konvertálás 3 cdns 5 Emésztés Alul-gyel A vég fragmentum eliminálása Az BsmFI szekvenciát tartalmazó oligo ligálása 3 T T T T T T T T A A A A T T T T A A A A T T T T A A A A T T T T A A A A Cellulóz gyöngy T T T T A A A A
EPIGENETIKAI VIZSGÁLATOK Az epigenetikai szabályozás azt jelenti, hogy a gének működését a DNS szekvenciában bekövetkező változásokon túlmenően más hatások is befolyásolják Az epigenom vizsgálatának az a célja, hogy megismerjük az epigenetikai folyamatokat és azok betegségre kifejtett hatását
EPIGENETIKAI VIZSGÁLATOK Átalakítás Mod Kromatin átalakítás Me Hiszton összetétel Nem kódoló RNS-k Mod Me Hiszton módosulás DNS metiláció
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET JELEN MUNKA AZ EURÓPAI UNIÓ TÁMOGATÁSÁVAL, AZ EURÓPAI SZOCIÁLIS ALAP TÁRSFINANSZÍROZÁSÁVAL VALÓSUL MEG, AZ ÉLETTUDOMÁNYI-KLINIKAI FELSŐOKTATÁS GYAKORLATORIENTÁLT ÉS HALLGATÓBARÁT KORSZERŰSÍTÉSE A VIDÉKI KÉPZŐHELYEK NEMZETKÖZI VERSENYKÉPESSÉGÉNEK ERŐSÍTÉSÉRE CÍMŰ, TÁMOP-4.1.1.C-13/1/KONV-2014-0001 AZONOSÍTÓSZÁMÚ PROJEKT KERETÉBEN.