DDL Diagnostics Laboratory – Bio-informatics student (master thesis)

Project Description Bio-informatics student (Master thesis)

The human microbiome is composed of bacteria, viruses and fungi that reside in our bodies, and can contribute for up to a few kilograms of our total bodymass. The contribution of microbiome composition in human disease is becoming more and more apparent as technical advancements in sequencing methodologies develop. However, not only the role in diseases such as diabetes and obesity are under investigation, also the effect of micro-organisms in general health and well-being is subject of interest. In the last few years, we see an increased interest in the use of probiotics and the characterization of the microbiome profile (determining the diversity of micro-organisms in the gut). DDL has the capabilities to generate the required next generation sequencing datasets to investigate these profiles.

The most frequently applied approaches comprise 16S rRNA profiling and Whole Metagenome Shotgun (WMS) sequencing. Whereas 16S rRNA sequencing focusses on bacterial diversity, WMS generates datasets with sequences from bacterial, viral and fungal origin. The latter drastically increases data analysis complexity, providing opportunities for the motivated bio-informatician to extract different kinds of relevant information.

We are looking for a student who interested in next generation sequencing technologies and has the ambition to address these challenges. The research will be conducted in close collaboration with biologists who have specific knowledge on the biological side of this project. DDL has an enthusiastic team of young researchers interested in microbiology and we would like you to contribute your knowledge on bioinformatics in this rapidly evolving research field.

Below you can find a few examples of research projects that can be conducted at DDL. We are also open for your individual interests, so please contact us with any ideas!

  • Development of a 16S bio-informatics pipeline: there are many software tools available to taxonomically classify individual reads till genus and/or species level. However, the major challenge is focused on the associated databases that supply classification assignments. These databases require filtering, curation and expansion to allow reliable classification in clinical studies.
  • Development of a WMS bio-informatics pipeline: Like 16S data analysis, the accuracy of the taxonomic classification in WMS is largely based on the underlying database (in this case the NCBI database is commonly used). Besides classification of the reads, additional objectives can be focused on functional profiling and drug resistance profiling.

DDL is based in Rijswijk, the Netherlands and has a core team of ~80 quality-minded people with proven scientific and clinical laboratory experience. Are you interested? Send an e-mail to hr@ddl.nl t.a.v. Sanne Quint. For further questions you can contact us at 088-2353313

——————

Project Beschrijving Bio-informatica student (Master thesis)
Het wordt steeds duidelijker dat ons microbioom (het geheel aan micro-organismen, bacteriën, virussen en schimmels) een rol speelt bij het ontstaan van allerlei humane ziektes. Niet vreemd wanneer je bedenkt dat we eigenlijk meer bacteriele cellen in en op ons lichaam hebben dan humane cellen. Tel daarbij op dat de meeste micro organismen in onze darm zitten en dat de darm invloed heeft op ons immuunsysteem en brein, dan zou je kunnen stellen dat de micro organismen in ons lichaam bepalen hoe goed onze afweer werkt en hoe we ons voelen. Best belangrijk dus, en des te belangrijker om de precieze rol van ons microbioom te bepalen in die processen. We zien dan ook dat er een flinke toenemende interesse is van onze klanten om het microbioom te bestuderen.

Next Generation Sequencing (NGS) speelt binnen DDL een steeds belangrijkere rol in de dienstverlening naar onze klanten (Pharma en ziekenhuizen). NGS wordt ook veelvuldig gebruikt om het microbioom te bepalen van verschillende bodysites, waaronder huid, darm, urine en luchtwegen. De huidige generatie sequencers zijn in staat om grote bulken data te produceren en de uitdaging daarbij is om uit deze brei van data zinvolle informatie te extraheren. De twee meest toegepaste benaderingen op dit moment voor microbioom onderzoek zijn 16S community profiling en Whole Metagenomic Shotgun (WMS) sequencing. Het 16S rRNA gen is specifiek voor bacteriën en wordt na (gedeeltelijke) amplificatie en amplicon sequencing gebruikt voor taxonomische classificatie. Shotgun sequencing is het sequencen van het totale DNA (zowel bacterieel, viraal, schimmel en host DNA) en is daardoor veelomvattender maar ook complexer in de analyse. Beide methoden vergen dan ook een verschillende aanpak met bijbehorende beperkingen en uitdagingen. Omdat kwaliteit een speerpunt is van DDL zijn we continue bezig met het verbeteren van onze bedrijfsprocessen en dus ook de data analyse die daar onderdeel vanuit maken. Wil jij bijdragen aan het optimaliseren van onze NGS data analyse dan kan dat!

Hieronder kun je twee voorbeeld opdrachten vinden, maar we staan ook zeker open voor jouw ideeën:

  1. Het ontwikkelen van een 16S data analyse pipeline: 16S sequencing data genereren is tegenwoordig niet meer de uitdaging, deze zit hem vooral in het vertalen van 16S sequencing data naar accurate en reproduceerbare bacteriële profielen. Een cruciale factor daarbij is de onderliggende referentie database, waarin de 16S DNA sequenties met bijbehorende taxonomische classificatie zijn opgeslagen. Een van de doelen is om te bepalen welke database op dit moment het meest geschikt is voor classificatie. Echter, de op dit moment online beschikbare referentie databases bevatten ook nog veel ‘vervuiling’ en zorgen dus ook voor onjuiste resultaten. Het continue bijhouden en opschonen (curatie) van referentiedatabases draagt bij aan een verbeterde classificatie. Een tweede doelstelling is het ontwikkelen van een algoritme dat ervoor zorgt dat de gekozen referentiedatabase optimaal gecureerd wordt en dat ook blijft.
  2. Whole Metagenome Shotgun sequencing: WMS sequencing is momenteel nog in ontwikkeling en ook bij DDL. Er zijn verschillende interesante tools beschikbaar om shotgun data te analyseren waarbij twee vraagstelling centraal staan: wie zitten er in? (taxonomische profiling) en wat kunnen ze? (functionele profiling). Wij zij op zoek naar de juiste methode om shotgun data snel, accuraat en reproduceerbaar te interpreteren. Ook hier speelt de kwaliteit van de onderliggende referentie database een belangrijke rol, maar ook de keuze voor de te gebruiken tool speelt een belangrijke rol in de snelheid waarmee data geanalyseerd kan worden.

Bovenstaande opdrachten worden gedaan in de context van een project voor onze klanten. Het zijn dan ook bestaande klinische/wetenschappelijke vraagstellingen die door jou beantwoord zullen worden. Heb jij interesse in een stage/afstudeeronderzoek bij DDL? Mail dan jouw CV naar hr@ddl.nl t.a.v. Sanne Quint.  Of neem contact op via 088-2353313.

Read more