Einführung in die Mikrobielle Genomik und Metagenomik Schulung

Einführung in die mikrobielle Genomik

• Überblick über die mikrobielle Genomik und Metagenomik
• Sequenzierungstechnologien und typische Studiendesigns
• Wichtige Dateiformate und Datenorganisation

Qualitätskontrolle und Vorverarbeitung

• Leseverqualitiesbewertung und -trimmen
• Entfernung des Wirts und Kontaminationsuntersuchungen
• Lesenormalisierung und nachfolgende Überlegungen

Ansätze zur taxonomischen Profilierung

• Markerbasierte Profilierung mit MetaPhlAn
• K-Mer- und Klassifikationsmethoden mit Kraken2 und Bracken
• Vergleich der Profilierungsoutputs und Visualisierung

Metagenom-Assembly und Binning (Überblick)

• Assemblierungsstrategien und Verwendung von SPAdes
• Konzepte des Contig-Binnings und gängige Tools (kurz)
• Bewertung der Assemblierungsqualität und -vollständigkeit

Genomannotation und MLST

• Annotation von Genomen mit Prokka
• Durchführung von MLST und Interpretation der Sequenztypen
• Erstellung von Berichten zur Weitergabe der Ergebnisse

SNP-Bestimmung und Phylogenétique

• Mapping-basierte SNP-Bestimmung mit Snippy
• Erstellung von phylogenetischen Bäumen mit IQ-TREE
• Visualisierung und Interpretation von Bäumen mit iTOL

Antimikrobielle Resistenz und funktionale Profilierung

• AMR-Genendetektion mit AMRFinderPlus, CARD und ResFinder
• Funktionale Profilierung und Pfadwegzusammenfassungen
• Berichterstattung über Resistenz und funktionale Annotationen

Reproduzierbare Workflows und Best Practices

• Verwendung von Conda, Docker und Pipeline-Vorlagen für Reproduzierbarkeit
• Datenmanagement, Metadatenstandards und FAIR-Prinzipien
• Skalierung von Analysen mit Cloud-Ressourcen und Notebooks

Fallstudien und praktische Übungen

• 16S/18S-Amplicon-Analyse von rohen Reads bis zur taxonomischen Tabelle
• Metagenom-Profilierung und vergleichende Analyse über mehrere Proben hinweg
• Genomassemblierung, Annotation, SNP-Phylogenie und AMR-Berichterstattung

Zusammenfassung und weitere Schritte