Praktikum Genomorientierte Bioinformatik (WS 2008/09)

• Grundstudium Bioinformatik (Bachelor oder Diplom)
• Bioinformatik Programmierpraktikum

Im Praktikum werden Methoden zur Proteinstrukturverhersage theoretisch eingeführt, in praktischen Lösungen behandelt und implementiert. In der Projektarbeit soll ein vollständiges System entworfen und implementiert werden, das für gegebene Proteinsequenzen bzw. die open reading frames eines mikrobiellen Genoms oder einer genomischen Region eines höheren Organismus mägliche Strukturvorhersagen berechnet und visualisiert. Ziel ist die Entwicklung eines großen Servers dessen Teilkomponenten von den jeweiligen Gruppen modelliert, umgesetzt und eingebettet werden. Dabei sind etablierte Verfahren zu integrieren bzw. zu implementieren und gegebenenfalls neue Verfahren zu entwicklen. Letztlich soll das System einer Evaluierung und die verwendeten Methoden einer kritischen quantitativen Bewertung unterzogen werden, ähnlich wie bei den weltweit durchgeführten Bioinformatik Experimenten CASP oder LiveBench. Ziel ist es, möglichst effizient eine möglichst gute Annotation für möglichst viele Sequenzen zu bestimmen. Dabei sind der kreativen und innovativen Anwendung und Kombination aller möglichen Bioinformatikmethoden keine Grenzen gesetzt.

Das Praktikum gliedert sich in drei Teile, die jeweils in Projektteams bearbeitet werden: Vorlesungsteil, Seminarteil, Projektarbeit.

Im Vorlesungsteil werden Methoden der Softwareentwicklung am Beispiel von am Lehrstuhl verwendeten Softwarepaketen eingeführt, fortgeschrittene Alignmentmethoden und Methoden zur Homologieerkennung erläutert, sowie häufig verwendete Evaluationsmethoden im Bereich der strukturellen Bioinformatik vorgestellt.

Im zweiten Teil des Praktikums werden in einem Seminarteil die wichtigsten Methoden, Programme, Datenbanken in Teams erarbeitet, die sich in den vergangenen CASP und CAFASP Assessments bewertet haben. Ziel ist hier einen Überblick über gängige Methoden zu bekommen sowie erfolgreiche Verfahren zu verstehen und für die Projektarbeit nutzbar zu machen.

Beide Teile (Vorlesungs- und Seminarteil) werden durch praktische Übungen begleitet, in denen die vorgestellten Techniken in der Praxis verwendet werden sollen.

In der dritten Phase dient die Projektarbeit dazu, einen funktionsfähigen und effizienten CASP/CAFASP Server inklusive der Bewertungs und Visualisierungskomponenten zu implementieren und anhand realistischer Beispiele genomischer Regionen und Proteinsequenzen zu evaluieren.

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