Modul: Phylogenetische Inferenz und virale Evolution

Vorlesung: Phylogenetische Inferenz und virale Evolution

Aktuelles
  

Dozent

Prof. Dr. Alice McHardy

Betreuer

Lars Steinbrück und Christina Tusche

Modulart

   Wahlpflicht- oder Schwerpunktmodul

Studiengang

   Master-Studiengang Informatik

Kreditpunkte

   15

Lehrveranstaltungen
     - Vorlesung: 4 SWS, Mi. + Fr. 10:30 - 12:00 Uhr, Raum 25.12.01.51
     - Übung: 2 SWS, Mi. 16:30 - 18 Uhr, Raum 25.12.01.51
     - Praktische Übung: 2 SWS, Di. 14:30 - 16 Uhr, Raum 25.12.01.51

Inhalte und Qualifikationsziele
     - Verfahren zur Phylogenetischen Inferenz
     - Phylodynamische Verfahren
     - Evolution von menschlichen Grippeviren mit Anwendung der Impfstoffauswahl
     - Entstehung von pandemischen Grippeviren
     - Datieren von evolutionären Ereignissen
     - Identifizierung von genetischen Positionen unter Selektion
     - Rekonstruktion von Phylogeographien

Diese Vorlesung besteht aus einem theoretischen und einem anwendungsorientierten Teil:

Der erste Teil orientiert sich an dem Buch "Inferring Phylogenies"  von J. Felsenstein. Hier werden Verfahren für die Inferenz von phylogenetischen Bäumen vorgestellt, wie beispielsweise Maximum Parsimony, Maximum Likelihood und Bayes’sche Verfahren sowie distanzbasierte Verfahren, Methoden, um nach dem besten Baum zu suchen, DNA-Evolutionsmodelle, Methoden zur Rekonstruktion von hypothetischen Vorläufersequenzen sowie Methoden zum Testen von Bäumen und Modellen.

Der zweite Teil konzentriert sich auf die Anwendung von Phylogenien in der Analyse von rasant evolvierenden RNA-Viren. So genannte phylodynamische Studien erlauben zum Beispiel die Analyse von viraler Verbreitung im geografischen Sinn mit Hilfe von genetischem Sequenzmaterial und phylogenetischer Inferenz. Derartige Methoden sind inzwischen ein wichtiger Bestandteil bei der Prävention, Kontrolle und dem Verständnis von viralen Erkrankungen. Die Vorlesung behandelt verschiedene Beispiele hierfür, wie die Rekonstruktion der evolutionären Ursprünge des im Jahr 2009 erschienenen "Schweinegrippe"-Virus, das Datieren von evolutionären Ereignissen sowie die Identifizierung von genetischen Positionen, die unter natürlicher Selektion stehen.

Empfohlene Literatur
     Felsenstein, J. 2004. Inferring Phylogenies. Sinauer Associates, Sunderland, Mass.

Verwendbarkeit des Moduls
     Wahlpflichtmodul oder Schwerpunktmodul im Master-Studiengang Informatik,
     Zuordnung: praktische/technische Informatik
     Nebenfach Bioinformatik im Bachelor- und Masterstudiengang Biologie
 
Teilnahmevoraussetzungen
     Modul "Grundlagen der Softwareentwicklung und Programmierung" (Informatik 1)
     Modul "Grundlagen der Technischen Informatik" (Informatik 2)
     Modul "Grundlagen der Algorithmen und Datenstrukturen" (Informatik 3)
     Modul "Grundlagen der Theoretischen Informatik" (Informatik 4)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
     Aktive und erfolgreiche Mitwirkung in den Übungen und im Programmierpraktikum;
     aktive und erfolgreiche Mitwirkung im Seminar;
     Prüfung zu Vorlesung und Übungen am Ende des Semesters (schriftlich oder mündlich - wird
     jeweils zu Beginn des Semesters angekündigt).

Häufigkeit des Angebots, modulare Schiene
     Jedes Studienjahr, in der Regel im Sommersemester

Modulbeauftragter
     Prof. Dr. Alice McHardy

Themen & Folien, Übungen, Praktische Übungen
     Einführungsfolie

Vorlesungsfolien und Übungszettel stehen im passwortgeschützeten Bereich zur Verfügung.