III: Small: Reconstructing viral population without using a reference genome

III:小:不使用参考基因​​组重建病毒群体

基本信息

  • 批准号:
    1724008
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 42.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-07-01 至 2021-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Next-generation sequencing (NGS), which allows sampling millions of short DNA sequences from a genome, has revolutionized the field of genomics. One area of particular importance is the reconstruction of genomes (haplotypes) from a viral population, which is a fundamental problem in virology, evolutionary biology, and human health. Though there have been several methods developed to take advantage of NGS data, those are limited to populations for which a reference genome is available. This excludes many important cases, such as RNA viruses or certain HIV/HCV viral populations. In such situations, the haplotypes are sufficiently divergent as to render the reference meaningless. Moreover, most algorithms are not robust in the presence of recombination, which is a common occurrence in many viral populations. The achievement of this project's aims will allow for the full potential of NGS data to be realized in the field of virology. In particular, it will help to propel the understanding of viral population dynamics and give biologists powerful tools to understand disease progression and enable novel treatment and prevention strategies. The algorithms and software developed will be made freely available for use through software sharing platforms like GitHub or Galaxy. The PIs will offer a strong educational component including (a) graduate and undergraduate classes that use the output of the proposed research, and (b) development of a seminar series. The PIs will (a) train future generations of scientists and engineers to enhance and use bioinformatic/genomic cyber resources; (b) facilitate creative, cyber-enabled boundary-crossing collaborations, including those with industry and international dimensions, to advance the frontiers of science and engineering and broaden participation in STEM fields.This project?s aim is to develop probabilistic De Bruijn graphs and network flow on such graphs for the reconstruction of viral population when a reference is not available. Given NGS data, the algorithms should determine the number, sequences, and relative frequencies of the haplotypes. This project's proposed algorithms are based on a unique combination of established techniques (e.g. maximum likelihood, expectation-maximization, clustering, Lander Waterman statistics) with novel propositions for probabilistic De Bruijn graphs, machine learning, and network flows that are of interest in other applications. The PI and Co-PIs have complementary backgrounds in virology, machine learning, network flow, and genome reconstruction problems.
新一代测序 (NGS) 能够从基因组中采样数百万条短 DNA 序列,彻底改变了基因组学领域。其中一个特别重要的领域是从病毒群体中重建基因组(单倍型),这是病毒学、进化生物学和人类健康中的一个基本问题。尽管已经开发出多种利用 NGS 数据的方法,但这些方法仅限于可获得参考基因组的人群。这排除了许多重要的病例,例如 RNA 病毒或某些 HIV/HCV 病毒群体。在这种情况下,单倍型差异很大,以致于参考毫无意义。此外,大多数算法在重组的情况下并不稳健,重组在许多病毒群体中很常见。该项目目标的实现将使 NGS 数据在病毒学领域的潜力得到充分发挥。特别是,它将有助于推动对病毒种群动态的理解,并为生物学家提供强大的工具来了解疾病进展并实现新的治疗和预防策略。 开发的算法和软件将通过 GitHub 或 Galaxy 等软件共享平台免费提供。 PI 将提供强大的教育内容,包括(a)使用拟议研究成果的研究生和本科生课程,以及(b)开发一系列研讨会。 PI 将 (a) 培训下一代科学家和工程师,以增强和使用生物信息/基因组网络资源; (b) 促进创造性的、基于网络的跨界合作,包括具有行业和国际层面的合作,以推进科学和工程的前沿并扩大 STEM 领域的参与。该项目的目的是开发概率 De Bruijn 图和此类图上的网络流,以便在参考不可用时重建病毒种群。给定 NGS 数据,算法应确定单倍型的数量、序列和相对频率。 该项目提出的算法基于现有技术(例如最大似然、期望最大化、聚类、Lander Waterman 统计)与其他应用中感兴趣的概率 De Bruijn 图、机器学习和网络流的新颖命题的独特组合。 PI 和 Co-PI 在病毒学、机器学习、网络流和基因组重建问题方面具有互补的背景。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Raj Acharya其他文献

Automated Matching of Genomic Structures in Microscopic Images of Living Cells Using an Information Theoretic Approach
使用信息论方法自动匹配活细胞显微图像中的基因组结构
Industrial energy forecasting using dynamic attention neural networks
使用动态注意力神经网络的工业能源预测
  • DOI:
    10.1016/j.egyai.2025.100504
  • 发表时间:
    2025-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.600
  • 作者:
    Nicholas Majeske;Shreyas Sunil Vaidya;Ryan Roy;Abdul Rehman;Hamed Sohrabpoor;Tyson Miller;Wenhui Li;C.R. Fiddyment;Alexander Gumennik;Raj Acharya;Vikram Jadhao;Prateek Sharma;Ariful Azad
  • 通讯作者:
    Ariful Azad

Raj Acharya的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Raj Acharya', 18)}}的其他基金

XPS: FULL: DSD: Collaborative Research: Parallelizing and Accelerating Metagenomic Applications
XPS:完整:DSD:协作研究:并行化和加速宏基因组应用
  • 批准号:
    1720635
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
XPS: FULL: DSD: Collaborative Research: Parallelizing and Accelerating Metagenomic Applications
XPS:完整:DSD:协作研究:并行化和加速宏基因组应用
  • 批准号:
    1533797
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
III: Small: Reconstructing viral population without using a reference genome
III:小:不使用参考基因​​组重建病毒群体
  • 批准号:
    1421908
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Participant Support for CyberBridges: Developing the next generation of cyberinfrastructure faculty for computational and data-enabled science and engineering
Cyber​​Bridges 的参与者支持:为计算和数据驱动的科学与工程培养下一代网络基础设施教师
  • 批准号:
    1241388
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSR--PDOS: Exploring Cluster-Based Data Center Design Space for High Performance and Dependability
CSR--PDOS:探索基于集群的数据中心设计空间以实现高性能和可靠性
  • 批准号:
    0509251
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Algorithms: A Toolbox of Scalable Algorithms and Software for Advanced Scientific Computing Applications
算法:用于高级科学计算应用的可扩展算法和软件工具箱
  • 批准号:
    0305743
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
ITR: Routing of Dynamic Service Level Agreements between Inter-domain Bandwidth Brokers
ITR:域间带宽代理之间动态服务级别协议的路由
  • 批准号:
    0219747
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CISE Research Infrastructure: (I^3)C: An Infrastructure for Innovation in Information Computing
CISE 研究基础设施:(I^3)C:信息计算创新基础设施
  • 批准号:
    0202007
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Multi-Sensor Fusion of Biomedical Images
生物医学图像的多传感器融合
  • 批准号:
    9011229
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

RI: NSF-BSF: Small: Reconstructing Shape, Lighting and Reflectance Properties of Indoor Scenes from Video
RI:NSF-BSF:小型:从视频重建室内场景的形状、照明和反射率属性
  • 批准号:
    1910132
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CIF: Small: Reconstructing Multiple Sources by Spatial Sampling and Compression
CIF:小:通过空间采样和压缩重建多个源
  • 批准号:
    1910497
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: CORE: Small: Collaborative: GOALI: Detecting and Reconstructing Network Anomalies and Intrusions in Heavy Duty Vehicles
SaTC:核心:小型:协作:GOALI:检测和重建重型车辆中的网络异常和入侵
  • 批准号:
    1951224
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CHS: Small: Collaborative Research: Reconstructing the data-driven workplace
CHS:小型:协作研究:重建数据驱动的工作场所
  • 批准号:
    1909500
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CHS: Small: Collaborative Research: Reconstructing the data-driven workplace
CHS:小型:协作研究:重建数据驱动的工作场所
  • 批准号:
    1908327
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: CORE: Small: Collaborative: GOALI: Detecting and Reconstructing Network Anomalies and Intrusions in Heavy Duty Vehicles
SaTC:核心:小型:协作:GOALI:检测和重建重型车辆中的网络异常和入侵
  • 批准号:
    1715409
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: CORE: Small: Collaborative: GOALI: Detecting and Reconstructing Network Anomalies and Intrusions in Heavy Duty Vehicles
SaTC:核心:小型:协作:GOALI:检测和重建重型车辆中的网络异常和入侵
  • 批准号:
    1715458
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Reconstructing Mixtures of DNA Sequences from High-Throughput Sequencing Data
AF:小:从高通量测序数据重建 DNA 序列混合物
  • 批准号:
    1618427
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
III: Small: Reconstructing viral population without using a reference genome
III:小:不使用参考基因​​组重建病毒群体
  • 批准号:
    1421908
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
III: Small: MicSynth: Enhancing and Reconstructing Sound Scenes from Crowdsourced Recordings
III:小:MicSynth:从众包录音中增强和重建声音场景
  • 批准号:
    1319708
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 42.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了