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== Aufgabe1: RNASeq vs. Microarray ==
== Aufgabe 1: Datenbanken ==
=== a. Vergleich von Microarray und RNASeq ===
Erläutern Sie die Gemeinsamkeiten und Unterschiede von [[RNAseq|RNASeq]] und [[Microarrays|Microarray]].<br>
{| class="wikitable"
|+ style="padding-bottom:1em"| Vergleich von Microarray und RNASeq
|- class="hintergrundfarbe6"
! style="width:20%"| Eigenschaft !! style="width:30%"| Microarray !! style="width:30%"| RNASeq
|-
| Kosten  ||colspan="3" style="text-align:center"| in etwa gleich
|-
| Methode  ||colspan="3" style="text-align:center"| Transcriptomics, Analyse von RNA <br> Vorgang bis zur Herstellung der cDNA gleich
|-
| Prinzip || Hybridisierung || Hochdurchsatz Sequenzierung
|-
| Auflösung || einige bis 100 bp || Einzelbase
|-
| Hintergrundrauschen || hoch || gering
|-
| Dynamischer Bereich || bis 100fach || > 8000fach
|-
| Isoformen || teilweise || ja
|-
| Benötigte RNA-Menge || hoch || gering
|-
|}
 
=== b. Funktionsweise von Microarray und RNASeq ===
Auf welchem Prinzip beruht die RNA-Sequenzierung, auf welchem das Microarray? <br>
Erklären Sie kurz die Funktionsweise beider Methoden. <br>
 
'''Funktionsweise RNASeq:''' <br>
→ Sequenz-basierte Methode <br>
1. Isolierung der Zellen aus den zu vergleichenden Zelllinien. <br>
2. Isolierung der mRNA. <br>
3. Herstellung der cDNA mit Hilfe der reversen Transkriptase. <br>
4. Fragmentierung der cDNA, Ligation an Adapter und Amplifikation mit PCR. <br>
5. Sequenzierung der Fragmente. <br>
6. Vergleich der erhaltenen Sequenzen mit dem Referenzgenom, zur Analyse der Expression. <br>
 
'''Funktionsweise Microarray:''' <br>
→ Hybridisierungs-basierte Methode <br>
Schritt 1 bis 3, siehe RNASeq. <br>
4. Markierung der zu vergleichenden cDNAs mit unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffen. <br>
5. Hybridisierung der markierten DNA auf Microarray mit bekannten Transkript-Proben (komplementär). <br>
6. Bei erfolgreicher Hybridisierung entsteht Fluoreszent, die detektiert wird. Durch die unterschiedliche Markierung (Farbe), die Position auf dem Chip und die Stärke der Fluoreszenz kann die Expression der zu vergleichenden Zellen analysiert werden. <br>
== Aufgabe 2: Datenbanken ==
Nutzen Sie für die Lösung dieser Aufgabe die Datenbank [https://www.ebi.ac.uk/gxa/home Expression Atlas] des EBI.
Nutzen Sie für die Lösung dieser Aufgabe die Datenbank [https://www.ebi.ac.uk/gxa/home Expression Atlas] des EBI.
=== a. Recherche Log<sub>2</sub>-fold change===
=== a. Recherche Log<sub>2</sub>-fold change===

Revision as of 10:04, 3 October 2020

Aufgabe 1: Datenbanken

Nutzen Sie für die Lösung dieser Aufgabe die Datenbank Expression Atlas des EBI.

a. Recherche Log2-fold change

Suchen Sie die Analyse der NLRC4 Inflammasom Mutation im Menschen. Geben Sie die 3 Gene an, welche mit einem Log2-fold change von über 4 vor der Anakinra Behandlung im Vergleich zum normalen Phänotyp hochreguliert sind. Geben Sie außerdem die dazugehörigen, angepassten p-Werte an.

Log2-fold change von über 4 bei der Analyse der NLRC4 Inflammasom Mutation im Menschen
Gen Log2-fold change p-value
UNC93B3 4,9 1,2097*10-12
C4BPA 4,3 1,1289*10-19
MTRNR2L8 5,7 1,6487*10-42

Lösungsweg:

  1. Im Expression Atlas den Reiter 'Browse Experiments' öffnen.
  2. Suche mit den gegebenen Informationen durchführen, das Ergebnis ist dann das Experiment mit dem Titel 'An activating NLRC4 inflammasome mutation causes autoinflammation with recurrent macrophage activation syndrome'.
  3. Die Ergebnisse dieses Experimentes liefern auch einen Vergleich der Genexpressionen von 'NLRC4-Macrophage Activation Syndrome; prior to anakinra treatment' vs. 'normal'.

b. Expressionslevel des Gens LDHA

Geben Sie die Expressionslevel (in TPM) des Gens LDHA aus dem Experiment „Expression data from 7 Human Melanomas“ an.

Expressionslevel des Gens LDHA aus dem Experiment 'Expression data from 7 Human Melanomas'
Zelllinie Expressionslevel [TPM]
A2058 1085
A375 729
C32 1192
Malme3M 295
SKMEL5 568
SKMEL28 1677
WM2664 789


  1. In Experiments in Expression Atlas nach dem Experiment 'Expression data from 7 Human Melanomas' suchen.
  2. In dem Experiment nach den Ergebnissen des Gens 'LDHA' suchen.

c. Datenbankrecherche zu 'HER2 Positive Breast Carcinoma'

Bei der Untersuchung von 17 Brustkrebsproben (HER2 Positive Breast Carcinoma) aus drei verschiedenen Subtypen zeigte sich im Vergleich zu normalen menschlichen Brustzellen welcher Log2-fold change des Gens LDHA? Geben Sie grob Ihr Vorgehen wieder, mit dem Sie das Ergebnis in der Datenbank gefunden haben.

  1. Expression Atlas – Home, Suche
  2. Gene/Gene properties → ‚HER2‘ & ‚LDHA‘
    Species → ‚Homo sapiens‘
    Biological conditions → ‚positive breast carcinoma‘
  3. Im Suchergebnis den Reiter ‚differential expression‘ öffnen
  4. Ergebnis:
    • Name des Experiments: ‚RNA-Seq. Of 17 breast tumor samples of three different subtypes and normal human breast organoids samples‘
    • Vergleich: ‚HER2 Positive Breast Carcinoma, breast carcinoma‘ vs. ‚normal‘
    • Log2-fold change des Gens LDHA: - 2,2 (p-value: 8,1727*10-7)

d. ENSG Nummer LDHA & Expression im Herzen

Welche Ensembl gene (ENSG) Nummer hat LDHA? Welches Expressionslevel weist LDHA laut der Human Proteome Map im Herzen von Menschen im adulten bzw. fetalen Stadium auf? In welchem Stadium ist LDHA höher exprimiert?
LDHA → ENSG00000134333
Expressionslevel von LDHA im Herzen (Human Proteome Map)

  • adult: 0,0004281 (low)
  • fetal: 0,0014373 (medium)

Im fetalen Stadium ist LDHA höher exprimiert, als im adulten Stadium.

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