Tarmo Puurand kaitseb doktoritööd „Human genome studies with k-mer frequencies“

2. septembril kell 14.15 kaitseb Tarmo Puurand bioinformaatika erialal doktoritööd „Human genome studies with k-mer frequencies“ („Inimese genoomi uuringud k-mer sagedustega“).

Juhendajad:
professor Maido Remm, Tartu Ülikool
kaasprofessor Lauris Kaplinski, Tartu Ülikool

Oponent:
professor Kateryna Makova, Pennsylvania Osariigi Ülikool (Ameerika Ühendriigid)

Kokkuvõte
Inimese genoom on keeruline ja pidevas muutumises – seal toimuvad mutatsioonid kogu aeg. Kuigi genoomi uurimine oli veel 25 aastat tagasi aeglane ja kallis, on tehnoloogia areng toonud kaasa suure läbimurde. Varem kasutati peamiselt DNA mikrokiipe, mis tuvastasid üheaegselt üksikuid muutusi ehk SNP-sid. Tänapäeval saab järjestada terve genoomi ja analüüsida miljardeid andmepunkte korraga.

Selles töös kasutati uudset lähenemist, mis põhineb nn k-meride analüüsil. K-merid on lühikesed DNA lõigud (25 tähte), mille esinemissagedust saab arvutada ilma kõigi ühe inimese järjestusi eelnevalt ajakulukalt standardiga võrdlemata. See teeb andmetöötluse kiiremaks ja võimaldab tuvastada ka selliseid muutusi, mida varasemad meetodid ei näinud – eriti korduvates või tehniliselt keerulistes piirkondades.

Töö üks olulisemaid uuendusi on Y-kromosoomi põlvnevusgruppide määramine väga väikese DNA koguse põhjal. Kui tavaliselt vajatakse usaldusväärseks analüüsiks 20-kordset kordust üle andmete, siis siin kasutati vähem kui 1% juhuslikku osa genoomist. See oli võimalik tänu korduvatele DNA järjestustele Y-kromosoomis, mida varem peeti analüüsimiseks liiga keeruliseks.

Uuringus käsitletud meetod kasutab neid kordusi omamoodi loodusliku „võimendusena“, nagu DNA paljundamine laboris. Aja jooksul on need piirkonnad kogunud unikaalseid muutusi, mis aitavad määrata inimese isaliini ehk haplogruppi.

See tehnoloogiline lähenemine – k-meride sagedusel põhinev, joondusvaba ja suure ulatusega – avab uusi võimalusi genoomi uurimisel, eriti olukordades, kus andmeid on vähe või kus traditsioonilised meetodid jäävad hätta.