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Talleres Internacionales de Bioinformática - Centro de Ciencias Genómicas, UNAM, Cuernavaca, México

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TIB2024 foto de grupo

Participantes TIB2024-1, Taller de Pangenómica y Filogenómica Microbiana, 2024-01-23

Talleres Internacionales de Bioinformática - Centro de Ciencias Genómicas, UNAM, Cuernavaca, México (TIB2024-FILO)

Después de una interrupción de dos años debida a la pandemia de SARS-CoV-2, volvemos a ofrecer regularmente el Taller sobre Pangenómica y Filoinformática microbiana (#TIB2024-FILO) de manera presencial. Este taller ha sido muy solicitado y altamente valorado por l@s participantes de ediciones anteriores, la última en 2022 (TIB2022).

Presentación

Este taller de nivel intermedio-avanzado te proporcionará una sólida introducción al biocómputo en sistemas Linux para trabajar con eficiencia en inferencia filogenética, evolución molecular y genómica microbiana, con énfasis en pangenómica y filogenómica microbiana. Al término del taller manejarás con soltura el Shell y sabrás usar su poder para parsear y procesar eficientemente datos de diversa naturaleza (tablas, secuencias ...), generar estadísticas de resumen y gráficas con R para analizar distribuciones de datos, y construir tuberías de análisis bioinformáticos.

Además, aprenderás con detalle y profundidad los aspectos teóricos y prácticos para manejar a nivel avanzado diversos programas de la suite BLAST+ desde la línea de comandos, hacer alinemientos múltiples de diversos tipos de secuencias (CDSs, ribosomales, ...), y dominar la selección de modelos paramétricos para DNA y matrices empíricas de proteínas haciendo uso del criterio de optimización de máxima verosimilitud. Aprenderemos a automatizar estos procesos mediante scripts de shell. Después de sentar estas bases, el taller culmina con sesiones avanzadas de pangenómica y filogenómica microbiana, haciendo uso de los paquetes GET_HOMOLOUGES y GET_PHYLOMARKERS desarrollados por el profesor del taller junto con sus colaboradores.

Descripción

En el taller (~36 hrs) tendremos sesiones teóricas y prácticas que cubrirán un amplio espectro del tópico como:

  • introducción al biocómputo en sistemas Linux para procesamiento eficiente de secuencias y datos moleculares
  • formateo y escrutinio de bases de datos locales de secuencias mediante BLAST (makeblastdb, blastn, blastp, blastx, blastdbcmd)
  • determinación e interpretación de homología (identificación de ortólogos, parálogos, xenólogos, dominios de proteínas, algoritmos BDBH, COGtriangles, OthoMCL), búsqueda de homólogos distantes
  • alineamiento de múltiples secuencias y conversión de formatos
  • inferencia filogenética estadística bajo el criterio de máxima verosimilitud, con énfasis en selección de modelos para DNA y proteínas
  • análisis pangenómico y filogenómico de genomas microbianos

Se darán presentaciones detalladas del uso de programas clave (todos “open source”) para estos análisis, usando datos tomados de las bases de datos. También se presentará el uso de algunos scripts de AWK, Bash y Perl con el objetivo de aprender los aspectos básicos de estos lenguajes para el procesamiento y análisis de datos genómicos.

Al final del curso tendrán una amplia visión sobre el espectro de posibilidades que brindan la filogenética y la evolución molecular en distintos tipos de estudios biológicos y genómicos, que les servirán como herramientas conceptuales y metodológicas de gran utilidad en su carrera como estudiantes o profesionales.

Requisitos

Conocimientos previos

Es recomendable tener conocimientos básicos de Unix/Linux, ya que todas las demostraciones de software se harán en este sistema operativo.

Requisitos técnicos

Es necesario que traigas tu computadora personal, de preferencia con Linux (o MacOS X) como sistema operativo.

Si usas Windows, deberás tener instalado MobaXterm (para Ms Windows) antes de llegar al taller!.

Aquí tienes instrucciones para la instalación de MobaXterm en Windows

Sobre el profesor

Hola, me llamo Pablo Vinuesa. Soy investigador titular del Centro de Ciencias Genómicas de la Universidad Nacional Autónoma de México - UNAM.

Puedes seguirme en X: @pvinmex

Mis líneas de investigación integran la genómica y la bioinformática con la biología y genética molecular para entender la evolución y emergencia de patógenos oportunistas a partir de microbios ambientales.

Sobre los ayudantes

Tenemos el privilegio de contar con la ayuda de Daniela Hernández y Mauricio Osorio como ayudantes del Taller. Ambos son personas con un excelente trato y alumn@s de licenciatura de la Facultade de Ciencias de la UNAM con amplia experiencia en los tópicos de este taller.

Sobre medidas de seguridad sanitaria para minimizar riesgo de infección por SARS-CoV-2

Seguiremos estrictas medidas de seguridad para minimizar el riesgo latente de contraer COVID-19

  • tendremos un aforo muy reducido, a < 25% de capaciad del auditorio, el cual cuenta con excelente ventilación.
  • el uso correcto de cubrebocas KN95 o superior será obligatorio.
  • contaremos con varias unidades de filtración de aire Corsi-Rosenthal

Sobre el material didáctico

A través de estas páginas se distribuyen los apuntes, ejercicios y datos que se usarán en el Taller sobre Pangenómica y Filogenómica Microbiana. Para tu convenienca, se distribuye en formatos pdf y html.

Puedes ver en mi sitio Web el listados de cursos y materiales asociados, que pongo libremente disponible para la comunidad.

Sobre el repositorio

Este repositorio contiene el material para el Taller sobre Pangenómica y Filoinformática microbiana de los Talleres Internacionales de Bioinformática - TIB2024, a celebrarse en el Centro de Ciencias Genómicas de la Universidad Nacional Autónoma de México, del 22 al 26 de enero de 2024.

Clonación del repositorio

En ubuntu y MobaXterm es muy fácil instalar git:

sudo apt install git

Vean además las instrucciones para la instalación de MobaXterm en Windows, que indican cómo instalar el Git plugin de MobaXterm.

Otros repositorios asociados a ediciones anteriores de los TIB

Licencia y términos de uso

El material del Taller, TIB-filoinfo lo distribuyo públicamente a través de este repositorio GitHub bajo la Licencia No Comercial Creative Commons 4.0

Creative Commons Licence
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0


Agradecimientos

Quiero agradecer al Nodo Nacional de Bioinformática - UNAM por el apoyo y facilidades prestadas para poder impartir este taller. Quiero explícitamente agradecer, de manera muy especial, a la Dra. Irma Martínez Flores, la M.T.I. Shirley Alquicira Hernández, al M.A.D. Alfredo Hernández Alvarez e Iván Uhthoff Aguilera por su extraordinaria labor y capacidad.


Sesiones y material asociado

Horario y lugar de impartición de las sesiones

Las clases se imparten del 22 al 26 de enero en el auditorio Guillermo Soberón del CCG-UNAM, Cuernavaca, Morelos de 9 a 17:00 hrs, según el programa del TIB2024

TIB2022-T3 foto de grupo

Sesión del Taller TIB2019 en el Auditorio Guillermo Soberón del CCG-UNAM

Lunes 22 de enero

Sesión 1: Introducción a Linux (teoría y práctica)

Sesión 2: Conceptos básicos de biología evolutiva, filogenética y (pan)genómica microbiana


Martes 23 de enero

Sesión 3: Búsqueda de homólogos usando BLAST desde la línea de comandos (teoría y prácticas)

Sesión 4: Alineamientos múltiples (teoría y prácticas)


Miércoles 24 de enero

Sesión 5: Introducción a los métodos filogenéticos, modelos de sustitución y algoritmos de búsqueda de árboles

  • presentación - PDF
  • Lecturas recomendadas
    • Yang Z, Rannala B. Molecular phylogenetics: principles and practice. Nat Rev Genet. 2012 Mar 28;13(5):303-14
    • Juan Zurita-Artaloitia, Javier Rivera and Pablo Vinuesa*. Extensive cryptic diversity and ecological associations uncovered among Mexican and global collections of Naegleria and Vermamoeba by 18S rDNA, ITS, and COI sequence analysis. Microbiology Spectrum, 21 March 2023.
    • Luz Edith Ochoa-Sanchez and Pablo Vinuesa* (2017). Evolutionary genetic analysis uncovers multiple species with distinct habitat preferences and antibiotic resistance phenotypes in the Stenotrophomonas maltophilia complex. Front. Microbiol. 8: 1548. doi.org/10.3389/fmicb.2017.01548
    • Ciro Cubillas, Pablo Vinuesa, María Luisa Tabche and Alejandro García-de los Santos (2013). Phylogenomic analysis of Cation Diffusion Facilitator proteins uncovers Ni2+/Co2+ transporters. Metallomics 5(12):1634-1643.
    • Vinuesa P* , Silva C, Werner D, Martínez-Romero E (2005). Population genetics and phylogenetic inference in bacterial molecular systematics: the roles of migration and recombination in Bradyrhizobium species cohesion and delineation. Mol. Phylogenet. Evol. 34(1):29-54.

Sesión 6: Selección de modelos e inferencia de filogenias bajo máxima verosimilitud (teoría y práctica)

práctica

Scripts para selección automática y eficiente de modelos de DNA y proteína y estima de filogenia con PhyML

Jueves 25 de enero

Cómputo de familias de genes homólogos con datos genómicos usando GET_HOMOLOGUES (teoría)


Viernes 26 de enero

Estrategias para la estima de filogenias genómicas

Estima de filogenias genómicas con GET_PHYLOMARKERS (prácticas)

  • Lecturas recomendadas
    • Vinuesa P, Ochoa-Sánchez LE, Contreras-Moreira B. GET_PHYLOMARKERS, a Software Package to Select Optimal Orthologous Clusters for Phylogenomics and Inferring Pan-Genome Phylogenies, Used for a Critical Geno-Taxonomic Revision of the Genus Stenotrophomonas. Front Microbiol. 2018 May 1;9:771

Pangenómica y evolución de patógenos oportunistas multidrogo-resistentes (seminario integrativo de investigación)


Lista de software

Lista de scripts