Oomikameetodite kursuse eesmärgiks on i) anda ülevaade toidu- ja mikrobioloogiliste protsesside süsteemibioloogilistest analüüsist, kasutatavate oomikameetodite põhimõtetest ja rakendustest ning analüüsiprotsesside kirjeldusi, ii) õpetama kasutama valdkonna peamisi meetodeid, nt metaboloomika kasutamine toidu- või biotehnoloogiliste protsessi analüüsil.

Aims of the course are to provide i) the knowledge about the systems biology in food and biotechnology, principles of the main omics methods (metagenomics, metabolomics and proteomics) and applications of these methods, ii) practical experience in food or bioprocess analysis using omics methods.

Üliõpilane
1) tunneb süsteemibioloogia põhialuseid ja nende analüüsimeetodeid
2) oskab rakendada oomikameetodeid toidu ja tervise analüüsis
3) tunneb oomikameetodite analüüsiks vajalikke andmetöötlusvahendeid
4) tunneb ja oskab kasutada oomikaandmete andmebaase
5) oskab kasutada valitud oomikameetodeid toidu- või biotehnoloogiliste protsesside analüüsis.

Student
1) knows systems biology in food and biotechnology
2) can apply omics methods for food production, optimization of bioprocesses or in food and health science
3) knows data analysis methods for omics data
4) knows databases about omics data and omics data related metadata
5) can use selected omics methods in practice.

Süsteemibioloogia, mille aluseks on oomikameetodid, hoogustus peale suure läbilaskevõimega tehnoloogiate (nn. array-tehnoloogiad, MS/MS rakendused ja uue põlvkonna sekveneerimismeetod) juurutamist selle sajandi alguses, võimaldades analüüsida kõiki bioloogilisi molekule samaaegselt ühe analüüsiga. Bioloogilised süsteemid on keerulised tuhandetest molekulidest koosnevad süsteemid. Kuna toit on bioloogilist päritolu, siis ei saa ka toidu puhul piirduda valitud kriteeriumitega ning toitu tuleb analüüsida tervikuna. Kursus keskendub toidu- ja biotehnoloogiliste protsesside analüüsile, nagu toidu keemilise koostise analüüs, selle päritolu ja bioloogiliseelt aktiivsete või saasteühendite seire toiduainete tootmisprotsessis ja tarneahelas või rakuprotsesside analüüsile fermentatsiooniprotsessides.
Kursus koosneb kahest moodulist:
1) Loengud kajastavad teemad:
a. Süsteemibioloogia ja toiduoomika alused.
b. Peamiste oomikameetodite kirjeldused: metaboloomika ja selle analüüsimise meetodid (kromatograafia ja MS/MS), genoomika üldiselt, transkriptoomika ja selle analüüsimise meetodid (mRNA array ja sekveneerimine), proteoomika ja selle analüüsimise meetodid (MS/MS).
c. Näited oomikameetodite rakendustest toidu analüüsis ning uurimistöödes, sh. toiduainete koostise analüüs ning meetodite kasutamine toitumise ja terviseuuringutes.
d. Näited oomikameetodite rakendustest biotehnoloogiliste protsesside analüüsis, sh. rakkude ainevahetuse analüüs fermentatsiooniprotsessides.
e. Probleemilahenduste ja analüüsiskeemide koostamine, proovide ettevalmistus- ja andmetöötlusmeetodid.
f. Oomikaandmete andmebaasid ja metaandmete kogumine.
2) Praktikumid:
a. Ühe toidu- või bioprotsessi oomikameetodil põhinev analüüs, nt metaboloomi määramine toiduaine erinevates tootmis- ja tarneahela etappides või suuremahuliste oomikameetoditel põhinevate toiduandmete analüüs.
b. Töö vormistamine ja esitamine seminaril

Systems biology is a biology-based interdisciplinary field of study that focuses on complex interactions within biological systems. High-throughput methods such as DNA sequencing, metabolomics and proteomics have had tremendous effect on studies of cell biology as all cellular processes can be analysed simultaneously. In addition the whole process line and product life cycle such as shelf life of food products can be studied using system biology approach to determine sources of spoilage bacteria, contamination compounds or degradation of bioactive compounds.
The course has two modules:
1) Lectures:
a. Description of systems biology and food omics.
b. Principles of the main omics methods and applications of these methods: metabolomics (LC-MS/MS), metagenomics (in general), transcriptomics (mRNA array and sequencing), proteomics (LC-MS/MS).
c. Omics methods in food product development and analyses, and in food and nutrition science.
d. Omics methods in studies of microbial bioprocesses (fermentation, analyses of cell metabolism and growth space).
e. Design of omics experiment or process flow analysis, sample handling and data analysis methods.
f. Databases of omics data and analysis of metadata.
2) Practice:
a. Analysis of food products or fermentation process using omics methods, eg. Metabolomics for analysis of bioactive compounds in food from production to shelt life.
b. Written report and oral presentation.

Kirjalik eksam õpiväljundite 1, 2, 3, 4 osas, arvestus õpiväljundi 5 osas.
Eksamil tuleb lahendada või vastata 5 ülesannet/küsimust. Iga küsimuse/ülesande eest on võimalik saada maksimaalselt 20 punkti, seega eksami
maksimaalne väärtus on 100 punkti (lõpphindest annab see 75%).
Eksam. Eksamihinde jaoks vajalikud punktid on võimalik koguda ka tunnikontrollidega, kuid eksami sooritamisel läheb arvesse viimase eksami hinne.
Praktikumis teeb üliõpilane analüütilise töö ja vormistab selle aruandena ning kaitseb tehtud tööd arvestusel, mis moodustab lõpphindest 25 %.

Examination. Written exam about lecture materials (five questions/exercises, each question/exercise 20 p, total max 100 p and 75% from the final score), written report about practice (max 100 p and 25 % from the final score. Positive value of the exam is 51-100%.

-

-

Antakse õppetöö käigus

-