Neben kleinen Veränderungen im Genom, wie der Mutation, der Löschung oder dem Hinzufügen einzelner Basen, spielen vor allem größere, sogenannte “strukturelle Variationen”, wie das Löschen, Verschieben, Verdoppeln, Invertieren von längeren Sequenzabschnitten eine große Rolle, zum Beispiel bei der Entwicklung von Krebs. Die Hochdurchsatz-Sequenzierung von kompletten Genomen bietet verschiedene Möglichkeiten, strukturelle Variationen zu detektieren.

In diesem Seminar wollen wir Techniken zur Detektion von strukturellen Variationen betrachten – aber auch einige Grundlagen, Analysetechniken, etc.

Es handelt sich um ein klassisches Literaturseminar. Am ersten Veranstaltungstag werden verschiedene Themen vorgestellt und an die Teilnehmenden verteilt. In anschließenden Sitzungen tragen Teilnehmende über das gewählte Thema vor und fertigen im Nachklang eine Hausarbeit an. Nach Bedarf wird auch die Thematik des wissenschaftlichen Vortragens und Schreibens besprochen.

Relevante Publikationen werden zu Beginn der Veranstaltung zur Verfügung gestellt.

Overview:

• Guan, Sung 2016: A Comparative Technical Review
• Tattinni, D'Aurizio, Magi 2015: Mini Review
• Medvedev, Stanciu, Brudno 2009: Review

Read Alignment:

• Li, Durbin 2009: BWT
• Langmead, Salzberg 2012: Bowtie 2

Representation/handling:

• Li et al. 2009: SAM and SAMtools
• Danecek et al. 2011: VCF and VCFtools
• Robinson et al. 2011; Thorvalsdóttir, Robinson, Mesirov 2012: IGV

GATK:

• McKenna et al. 2017; DePristo et al. 2011; Van der Auwera et al. 2014: GATK

CNV:

• Abyzov et al. 2017: CNVnator
• Chiang et al. 2009: High-resolution Mapping of CNAs with massively parallel sequencing

Split Read Methods

• Ye et al. 2009: Pindel
• Marschall, Schönhuth 2013: LASER

PEM, probabilistic

• Chen et al. 2009: BreakDancer
• Lee et al. 2009: MoDIL

PEM, combinatorial

• Marschall et al. 2012: CLEVER
• Sindi et al. 2009: GASV
• Marschall, Hajirasouliha, Schönhuth 2013: MATE-CLEVER

Assembly-based approaches

• Li et al. 2010: General idea
• Luo et al. 2012: SOAPdenovo2

Phasing

• Klau, Marschall 2017: Guided tour
• Martin et al. 2016: WhatsHap

Long read mapping

• Chaisson et al. 2015: resolving the complexity of the human genome using single-molecule sequencing
• Pendleton et al. 2015: Assembly … via single-molecule technologies

Big genome projects

• 1000 genomes 2012
• 1000 genomes 2015
• Kloosterman et al. 2017: Characteristics of de novo structural changes in the human genome
• Hehir-Kwa 2016: A high-quality human reference panel
• The Genome of the Netherlands 2014
• Chanson et al. 2017: Discovery of haplotype-resolved structural variation in human genomes

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