次世代定序、生物資訊學與基因體醫學

112-2 開課
  • 流水號

    71028

  • 課號

    Genom7009

  • 課程識別碼

    455 M0090

  • 無分班

  • 3 學分
  • 必修 / 選修

    基因體暨蛋白體醫學研究所 / 基因體與系統生物學學位學程 / 智慧醫療學分學程 / 生物化學暨分子生物學研究所

      必修
    • 基因體暨蛋白體醫學研究所

    • 基因體與系統生物學學位學程

    • 智慧醫療學分學程

    • 選修
    • 生物化學暨分子生物學研究所

  • 陳沛隆
    • 搜尋教師開設的課程
    • 醫學院 基因體暨蛋白體醫學研究所

    • paylongchen@ntu.edu.tw

    • 台大醫院兒醫大樓 19 樓(台北市中山南路 8 號)
    • 02-23123456-71942

    • 個人網站

      https://www.mc.ntu.edu.tw/medgenpro/Vcard.action?q_type=-1&q_itemCode=378

    • 本人是遺傳學家也是內分泌科醫師。我長期以來專注的目標是如何找出各種人類疾病的致病基因。而次世代定序(NGS)、人類白血球表面抗原(HLA)基因型鑑定、其他基因型分析工具、模式生物、以及生物資訊學等等,則是本人大量使用而且非常有興趣的技術。 找出疾病致病基因是個人化醫療以及轉譯醫學的關鍵性一步。連鎖分析以及相關研究是傳統找尋疾病基因的兩大方法,而次世代定序則是另一種新的強大工具。找出疾病致病基因後,對於基因診斷、遺傳諮詢、治療方式選擇以及疾病病理生理機轉了解都非常有助益。我們實驗室對於複雜性遺傳疾病以及單基因疾病的致病基因找尋都有進行。本人目前(以及過去)研究的疾病包括葛瑞夫茲氏病、精神分裂症、聽力缺損、結節硬化症、多重內分泌腫瘤第一及第二型、家族性甲狀腺髓質癌、嗜鉻細胞瘤/副神經節瘤等等。 次世代定序可說是最近五到十年來在遺傳學及基因體學最讓人興奮的技術突破。藉由在放大以及讀序步奏的超大量平行化處理,次世代定序能達到過去無法想像的高產出以及低價錢。目前已有數種次世代定序的平臺。本實驗室自己可以進行次世代定序的實驗以及資料分析,並且已經將此一技術應用於找尋疾病致病基因以及其他數個遺傳學領域。 人類白血球表面抗原就是主要組織相容性複合體(MHC)在人類基因體上的名稱。這包含了許多基因,他們負責抗原呈現以及許多免疫相關之功能。因此這些基因也就和數不盡的人類健康狀況或疾病有關聯,包括器官或骨髓移植後的排斥、感染的抵抗以及各式各樣的自體免疫疾病等等。人類白血球表面抗原之基因型鑑定長久以來就是非常昂貴、耗時、而且需要有特別的技術能力。本實驗室對於人類白血球表面抗原的研究與應用包括了疾病致病基因的找尋以及基因型鑑定新技術的開發。 除了以上所述之外,本實驗室成員也在其他數個重要領域有所鑽研,包括模式動物(例如要建立一個葛瑞夫茲氏病的小鼠模式)、生物資訊學以及其他基因型鑑定技術、以及藥物基因體學等。
  • 二 2, 3, 4
  • 基醫201

  • 2 類加選

  • 修課總人數 80 人

    本校 76 人 + 外校 4 人

  • 領域專長

    精準醫學檢驗與生資分析

  • 中文授課
  • NTU COOL
  • 核心能力與課程規劃關聯圖
  • 備註
    本課程中文授課,使用英文教科書。不限定特定先修課程,但需具有主動以及跨領域學習之態度。與許書睿、陳倩瑜共授
  • 本校選課狀況

    載入中
  • 課程概述
    本課程將針對下列幾項主題做分門別類之介紹 1. 次世代定序原理、演化及實務。 2. 生物資訊學 – 次世代定序資料基本處理。 3. 生物資訊學 – 個人基因體資料標準分析。 4. 生物資訊學 – 族群基因體資料標準與進階分析。 5. 生物資訊 – 大規模雲端資料庫之檢索與利用。 6. 遺傳學及基因體學之快速進展。 7. 基因體醫學。
  • 課程目標
    將次世代定序與生物資訊學的強大力量,在基因體醫學領域進行未知機轉探索與實際臨床應用。 培養同時具備大量資訊分析、最新定序技術、基因體學與新時代醫學的跨領域人才。 本課程除了介紹生物資訊軟體背後的分析原理,課堂間將穿插生物資訊軟體操作、分組討論個案分析結果以及期末專題。
  • 課程要求
    不限定特定先修課程,但需具有主動以及跨領域學習之態度,例如: 1. 課堂發問 / 參與討論 2. 課後做練習(作業)
  • 預期每週課後學習時數
    3-5 小時
  • Office Hour
    星期四21:00 - 22:00

    以 Google Meet video conference 形式進行 (https://meet.google.com/syf-tnnq-ccr),採自願參加,讓想要問問題或是想要討論的同學有機會提出。

  • 指定閱讀
  • 參考書目
    1. Thompson & Thompson Genetics and Genomics in Medicine, 9th edicition, 2023, by Ronald Cohn, Stephen Scherer, Ada Hamosh
  • 評量方式
    30%

    作業

    10%

    討論

    課堂、課後、Office Hour 之討論

    30%

    期中考

    筆試,現場考試

    30%

    期末專題

  • 針對學生困難提供學生調整方式
    調整方式說明
    上課形式

    以錄影輔助

    作業繳交方式

    學生與授課老師協議改以其他形式呈現

    其他

    由師生雙方議定

  • 課程進度
    2/20第 1 週[NGS+BI+GM] Course Overview (PL Chen) [GenomMed/NGS] Genetics and Genomics in Medicine; Introduction to the Human Genome (Chapters 1, 2) (Tools in Molecular Biology and Human Diseases: The Classic, video for you) (PL Chen) [Bioinfo] Introduction to Bioinformatics (CY Chen) [Bioinfo] Introduction to Linux & NCHC platform; Human Genome(s) I (SJ Hsu)
    2/27第 2 週[GenomMed] The Human Genome; Human Genetic Diversity (Chapters 3, 4) Clinical Cytogenetics; Chromosomal and Genomic Basis of Disease (Chapters 5, 6) (PL Chen) [NGS] Sequencing: the 1st-generation; and the Overview and History of the NGS Technologies (PL Chen) [GenomMed/Bioinfo] Human Genome(s) II (HW1 NGS QC, Read Trimming) (SJ Hsu)
    3/5第 3 週[NGS] Must-know NGS Platforms: Illumina, PacBio, Nanopore and More (PL Chen) [NGS/Bioinfo] Sequence Alignment (BLAST) (CY Chen) [NGS/Bioinfo] Multiple Sequence Alignment (HW2 Sequence Alignment - BLAST) (CY Chen)
    3/12第 4 週[GenomMed] Single-Gene Inheritance (Chapters 7) (PL Chen) [NGS/Bioinfo] Read Mapping Algorithms (CY Chen) [NGS/Bioinfo] SAM/BAM/CRAM, GATK Best Practices (SJ Hsu)
    3/19第 5 週[GenomMed] Clinical Epigenetics; Complex Inheritance (Chapters 8, 9) (PL Chen) [Bioinfo/NGS] Variant Calling/VCF format, variant QC and sample QC (SJ Hsu) [Bioinfo] Genotyping and GWAS and PRS (CY Chen)
    3/26第 6 週[GenomMed] Population Genetics for Genomic Medicine (Chapter 10) (PL Chen) [GenomMed] Identifying the Genetic Basis for Human Disease (Chapter 11) (PL Chen) [Bioinfo/NGS] Variant Filtering (SJ Hsu) (HW3 Germline SNV & InDel Discovery)
    4/2第 7 週[GenomMed] Genetic, Molecular, Biochemical and Cellular Basis of Diseases (Chapters 12, 13) (PL Chen) [GenomMed] Treatment of Genetic Diseases; Developmental Genetics (Chapters 14, 15) (PL Chen) [Bioinfo] Variant Annotation (SJ Hsu)
    4/9第 8 週[GenomMed/NGS] RNA-seq (Wet-lab Perspective) (PL Chen) [Bioinfo] Gene Expression Quantification (CY Chen) [Bioinfo] DEG (differential analysis) + GSEA (Gene Set Enrichment Analysis) (HW4 RNA-seq) (CY Chen)
    4/16第 9 週Midterm
    4/23第 10 週[GenomMed/NGS] Medical Sequencing (Targeted Panel, WES, WGS) (PL Chen) [Bioinfo] Functional Annotation (SJ Hsu) [NGS] Biomarkers for Cancer Treatment (SJ Hsu)
    4/30第 11 週[Bioinfo] Sequence Effect Predictors (SJ Hsu) [NGS] NGS Library Preparation; Metagenomics (HY Li) (Invited Speaker) [GenomMed/NGS] Phasing/Haplotyping/Pseudogenes/ME/SV/Immunogenomics (PL Chen)
    5/7第 12 週[GenomMed] Cancer Genetics and Genomics (Chapter 16) (PL Chen) [GenomMed] Genetic Counseling and Prenatal Diagnosis (Chapters 17, 18) (PL Chen) [NGS] Epigenetics (HC Tsai) (Invited Speaker)
    5/14第 13 週Final Project Proposal
    5/21第 14 週[GenomMed] Pharmaco-genomics & Precision Genomic Medicine; Ethical and Social Issues in Genomic Medicine (Chapters 19, 20) (PL Chen) [Bioinfo] ChIP-seq data analysis (CY Chen) [Bioinfo] Protein Structure Prediction (CY Chen)
    5/28第 15 週[NGS] What a Wonderful World! (Novel platforms/ChIP-seq/ATAC-seq/Hi-C/sc/spatial/Immunogenomics) (PL Chen) [Bioinfo] Biobanks & Data Sharing (SJ Hsu) [Bioinfo] Single-cell sequencing data analysis (CY Chen)
    6/4第 16 週Final Exam (No Exam)
    6/11第 17 週Final Project Presentation