Genoom-, proteoom- en metaboloomanalyse

Vakinformatie

Genoom-, proteoom- en metaboloomanalyse Het vak wordt gegeven door prof. Landuyt en prof. Robben. Landuyt zijn deel is open boek en open computer. Alles mag gebruikt worden behalve communicatie middelen of ppt's van Robben als het mondeling nog niet is afgelegd. Robben zijn deel is mondeling en gesloten boek. Robben maakt elk examen nieuwe vragen

ECTS-fiche: https://onderwijsaanbod.kuleuven.be/syllabi/n/G0G57AN.htm

Examenvragen

23/01/2018 NM

Robben:

1. Ze willen het genoom van een rendier achterhalen. de dichtst verwante soort waarvan ze het genoom kennen is een rund.
   • Hoe ga je te werk? welk next generation sequencing platform kies je (je kan er maar 1 kopen) en waarom?
   • Leg de sample prep en voornaamste principes uit.
   • Woordjes
   1. Scaffold sequentie
   2. Genetic interactomics
   3. PMAGE

Landuyt:

1. PROTEOMICS
   • Na 2D gel kiest researcher een spot en behandelt die met trypsine en krijgt bij MS een lijst pieken (die je dus krijgt). De researcher herkent 'familiar' masses en kiest 1 peptide om te fragmenteren omdat het het enige 'non-suspicious' fragment is. (je weet welke massa dat is). Na fragmentatie krijg je een volgende piekenlijst.
   1. Wat ging er verkeerd in het experiment?
   2. Welke MS methoden of componenten werden er gebruikt?
   3. Welk proteine analyseert hij en wat is de functie ervan.
2. METABOLOMICS
   • Een researcher in colombia krijgt een ms toestel ter beschikking, analyseert koffiebonen (denk ik) en krijgt een dominante piek op 195,xx m/z.
   1. Wat is da accuraatheid van het machien op ca 200 Da? Is dit oke voor metabolomics?
   2. BONUS er was nog een tweede dominante piek xxx m/z, welk molecule is dit?

23/01/2018 VM

Robben:

1. Je wilt met behulp van next generation sequencing mutaties en rearrangments onderzoeken in kanker.
   • Wat is je sequencing strategy?
   • Welk platform zou je gebruiken? (Je mag er maar 1 geven).
   • Geef uitgebreid de sample prep en de werking van het platform.
2. Woordjes:
   • Endogenous Retrovirus
   • Affrimex Genechip
   • nCounter technology

Landuyt:

1. PROTEOMICS
   • A lab technician in a proteomics core facility receives samples for identification, one from a lab working with human cancer tissues and one from a lab working on neuro degenerating deseases. One of the proteins was cut from a 2D gel and the other protein was found to be up-regulated in a gel-free proteomics experiment. Both analysis yielded nice mass spectra, the respective peak lists can be found below. However, due to some solvent spilling, the ink on the tubes was ruined and the origin of the samples got lost. The lab technician is very concerned with this issue because he is afraid to lose his job.
     • Peak list 1: 1743,83 1716,82 1605,79 1560,72 1474,75 1473,69 1417,73 1360,61 1303,69 1259,56 1174,64 1172,53 1073,46 1060,6 972,41 947,52 885,38 850,46 788,32 763,43 675,24 662,38 563,32 561,2 476,28 432,16 375,24 318,11 262,15 261,09 175,12 130,05
     • Peak list 2: 4356,00 4435,97 3243,61 3563,47 2709,32 2622,32 2391,03 2550,96 2356,24 2270,15 2165,90 2245,87 2053,89 2133,86 1980,09 2064,11 2008,12 2060,06 1954,96 2114,89 1916,98 1958,99 1996,94 1697,83 1681,90 1578,82 1620,83 1658,79 1522,77 1487,65 1393,63 1596,71 1873,43 1387,60 1326,64 1309,72 1292,60 1132,56 1212,53 1114,53 1101,55 1304,63 1421,42 1066,59 1306,49 1003,54 1045,55 1163,48
   1. Which peak list was generated from the gel-based and which was generated with gel-free proteomic analysis. Please comment on how you come to you conclusion.
   2. What is the identity of the two proteins? Give a brief summary of the biological significance of both proteins. (= eerste lijst De novo en BLASTEN & tweede lijst in MASCOT steken --> neem taxonomy homo sapience!)
   3. By now, you should be able to transferrin the identity of proteins to the correct lab. Which comes from the cancer lab and which from neuro degeneration lab?
2. METABOLOMICS
   • The popular cocktail mojito was initially created as a medicine to treat various conditions such as bad digestion. Therefore, it is nowadays consumed to stimulate appetite before a meal or to stimulate digestion after a heavy meal. The core ingredient is mint, which undergoes a successful extraction with rum an lime juice.
   1. If you would like to purify the metabolites from mint in a lab setting, how would you do this knowing the above.
   2. In case the extraction is successful and you have a mass spectrometer with a mass accuracy of 2 ppm, then what would be the mono-isotopic mass would you record for the most dominant metabolite from the mint?
   3. BONUS: If mint would be an illegal substance and you were asked to make a test to detect it in blood of suspected users, which metabolite would you go afer? (multi answers possible).

16/01/2018 (NM)

Robben

1. Sequencing platform (welk en waarom) + uitleggen hoe. voor een transcriptomics studie van de gifklier van een schorpioen, hoe ge u staalvoorbereiding zou doen.
2. woordjes: Massive parallel signature sequencing, proteome array en genetic interactomics.

Landuyt,

1. Onderzoek(st)er vind interresant proteine bij een zieke persoon gegeven onderstaand massa spectrum (piekenlijst van een peptide), welke proteomics aanpak is er gebruikt en leg deze kort uit
2. van welk proteine is dit peptiede
3. als je de andere proteomics aanpak gebruikt wat voor pieken bekom je dan bij je massaspectrum, geef 5 voorbeelden van massa's die hierbij voorkomen
4. wat is de biologische relevantie van dit proteine aka in welke ziekte speelt dit proteine een rol dan Metabolomics gegeven een drug-metaboliet met een piekhalfwaardebreedte 0.0001en een monoisotopische massa 480.2531
   • wat is de resolutie van dit spectrum en is dit nodig?
   • waarom zien we typisch 2 pieken of meer van hetzelfde ion op een massa spectrum
   • over welke drug gaat het hier in dit geval
   • Bonus vraag: Wat is de exacte mode of action van deze drug met betrekking tot het proteïne uit vraag 1

16/01/2018 (VM)

Robben

1. RNA-seq uitleggen + 1 sequencing platform + voor en nadelen van RNAseq en andere analyse platvormen (kader met PCR, microarrays, SAGE en RNAseq
2. woordjes: polyploidie en genoom evolutie, gene ontology, Rosetta stone method

Landuyt

1. MS pieken gegeven: welk proteïne, welk proteomics methode, wat als ze de andere methode gebruikte (geef 5 massa's), mode of action van dat proteine
2. massa en half height gegeven: wat is de resolutie en is het een goede resolutie, over welk metaboliet zijn we bezig, soms zijn er meerdere pieken voor hetzelfde metaboliet en waarom
3. Bonus vraag: wat is de link tussen het proteïne en het metaboliet volgens recente studies

10/06/2014

prof. Robben (gesloten boek)

1. Wat doet RNA-seq?
2. Geef 1 van de ontwikkelde technieken vrij te kiezen (454/solid/...) (commercieel platform)
3. Vergelijk RNA-seq met andere technieken (voordelen/nadelen) (concurrerende methoden)

prof. Landuyt (open boek/open pc)

1. Krijgt waarden van MS moet eiwit geven
2. Waarom kan je een vertekend beeld krijgen en geef de statistische realiteit
3. Welke ziekte zou er hier onderzocht zijn?
4. Als er een fout is opgetreden bij de MS kan je een andere methode gebruiken?
5. Moest ge zelf onderzoek willen doen op dit eiwit met welke dingen zou je dan rekening willen houden en hoe los je dit op?

Johan Robben

1. In het kader van een onderzoeksproject krijg je de opdracht om bij een industriële giststam de transcriptoom verschillen bij het brouwen van Westmalle en Duvel in kaart te brengen. Stel een methode voor en bespreek een concreet analyseplatform voor waarvoor je zou kiezen. Beargumenteer je keuze.
2. Bespreek bondig de belangrijkste 'second generation' sequencing methoden. Vergelijk en evalueer kritisch.
3. Bespreek drie experimentele methoden om interacties te ontdekken. Geef voor- en nadelen.
4. Sequencing. Bespreek de Solexa-methode (Illumina) vanaf de bereiding van het DNA tot het sequeneren zelf. Welke toepassingen heeft Solexa? Wanneer is de Sanger-methode te verkiezen?
5. Interactomics. Bespreek kort drie methoden om te onderzoeken. Geef sterktes/zwaktes van elke techniek. Hoe ga je met gegevens uit deze technieken (in essentie) interactienetwerken opbouwen.
6. Bespreek de Affymetrix GeneChip en de Illumina random BeadArrays. En maak een kwalitatieve vergelijking.
7. Bespreek Illumina Sequencing van DNA-preparatie tot uitlezing. Vergelijk kwalitatief met Sanger sequencing.
8. Bespreek 454 sequencing (van DNA library construction tot sequentie analyse). Vergelijk kwantitatief 454 met Sanger.
9. De hoge druk sequencers van de nieuwe generatie vormen een bedreiging voor de traditionele micro-arrays. Leg uit.
10. Bespreek oligonucleotide arrays en random beads in transcriptoomanalyse en vergelijk. Bespreek targetlabelling en uitlezing.
11. Leg volgende begrippen kort uit:
    • whole shotgun sequencing
    • paired end ditags
    • gene ontology
    • scale free network

Bart Landuyt

1. Hoe zijn massaspectrometers over het algemeen opgebouwd? Geef enkele vb van veel gebruikte opstellingen.
2. Waarin verschilt peptidomics fundamenteel van proteomics?
3. Bespreek de uitdagingen van het metaboloom en de gevolgen ervan op de analyse

Baggerman

1. Hoe bepaal je de sequentie van een peptide met MS?
2. Bespreek ESI-Q-TOF massa spectrometrie
3. Vergelijk MALDI en ESI. Geef voor- en nadelen.
4. Bespreek resolutie in MS, geef relevantie bij analyse.
5. Leg het principe van een time-of-flight analysator uit

Filip Roland

1. chemische uitdagingen van het metaboloom + relevantie voor staalname en staalbereiding
2. Bespreek de belangrijkste verschillen tussen metaboloom - gen/transcr/proteoom. Hoe uit zich dat in de analyse.
3. Bespreek de klassieke workflow van een metabolomics-analyse. Welke keuzes moeten gemaakt worden en wat zijn de mogelijke technieken die gebruikt kunnen worden