forschung

Mein Forschungsinteresse ist die Entwicklung von Methoden und Software, die helfen, aktuelle Fragestellungen aus der Biologie und Evolution zu verstehen. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf Tools, die große Datensätze aus diversen Quellen analysieren und visualisieren, wie zum Beispiel High-Throughout Sequencing Daten, phylogenetische Daten, und Umweltfaktoren. Durch die Kombination dieser Daten miteinander können Muster und Interaktionen zwischen ihnen gefunden und innerhalb eines biologischen Kontextes interpretiert werden. Meine Methoden nutzen Konzepte aus verschiedenen Feldern, wie zum Beispiel Graphentheorie, statistische Datenanalyse, und maschinellem Lernen.

Eine der Hauptanwendungen meiner Forschung ist das so-genannte phylogenetische Placement von metagenomischen Sequenzen. Die Methoden zeigen die Verbindungen und Muster zwischen Proben aus der Umwelt im Kontext eines evolutionären Stammbaumes, und beziehen dabei Metadaten mit ein. Die Veröffentlichungen zu diesen Methoden sind unten aufgeführt.

Im laufe der Jahre habe ich außerdem zu verschiedenen empirischen Studien beigetragen, insbesondere zu großen metagenomischen Studien. Dadurch habe ein Verständnis für die Ansätze und Bedürftnisse von Biologen entwickelt, und Inspiration für meine Forschung ziehen können.

Bedingt durch das aktuelle und zukünftige Wachstum von biologischen Datensätzen, ist die Skalierbarkeit von Software ein wichtiger Faktor. Daher arbeite ich hauptsächlich in modernen C++11, welches hohe Effizeinz hergibt. Trotz dessen versuche ich in meinem Softwaredesign einfach verständlich zu bleiben, sodass andere Forscher auf meiner Arbeit aufbauen können. Meine Software-Bibliothek genesis ist ein gutes Beispiel dafür. Außerdem biete ich das Kommandozeilen-Programm gappa für End-Anwender an, die meine Methoden nutzen möchten. Beide werden unter Software näher beschrieben.

veröffentlichungen

Genesis and Gappa: Processing, Analyzing and Visualizing Phylogenetic (Placement) Data Lucas Czech, Pierre Barbera, Alexandros Stamatakis. bioRxiv. 2019.
Long Metabarcoding of the Eukaryotic rDNA Operon to Phylogenetically and Taxonomically Resolve Environmental Diversity Mahwash Jamy, Rachel Foster, Pierre Barbera, Lucas Czech, Alexey Kozlov, Alexandros Stamatakis, David Bass, Fabien Burki. bioRxiv. 2019.
EPA-ng: Massively Parallel Evolutionary Placement of Genetic Sequences Pierre Barbera, Alexey Kozlov, Lucas Czech, Benoit Morel, Diego Darriba, Tomáš Flouri, Alexandros Stamatakis. Systematic Biology. 2018.
Clarifying the Relationships between Microsporidia and Cryptomycota David Bass, Lucas Czech, Bryony Williams, Cédric Berney, Micah Dunthorn, Frederic Mahe, Guifré Torruella, Grant Stentiford, Tom Williams. Journal of Eukaryotic Microbiology. 2018.
Methods for Automatic Reference Trees and Multilevel Phylogenetic Placement Lucas Czech, Pierre Barbera, Alexandros Stamatakis. Bioinformatics. 2018.
UniEuk: Time to Speak a Common Language in Protistology! Cédric Berney, Andreea Ciuprina, Sara Bender, Juliet Brodie, Virginia Edgcomb, Eunsoo Kim, Jeena Rajan, Laura Wegener Parfrey, Sina Adl, Stéphane Audic, David Bass, David Caron, Guy Cochrane, Lucas Czech, Micah Dunthorn, Stefan Geisen, Frank Oliver Glöckner, Frédéric Mahé, Christian Quast, Jonathan Kaye, Alastair Simpson, Alexandros Stamatakis, Javier del Campo, Pelin Yilmaz, Colomban de Vargas. Journal of Eukaryotic Microbiology. 2017.
A Critical Review on the Use of Support Values in Tree Viewers and Bioinformatics Toolkits Lucas Czech, Jaime Huerta-Cepas, Alexandros Stamatakis. Molecular Biology and Evolution. 2017.
An Efficient Approach to Merging Paired-End Reads and Incorporation of Uncertainties Tomáš Flouri, Jiajie Zhang, Lucas Czech, Kassian Kobert, Alexandros Stamatakis. Book Chapter. Algorithms for Next-Generation Sequencing Data. 2017.
Parasites Dominate Hyperdiverse Soil Protist Communities in Neotropical Rainforests Frédéric Mahé, Colomban de Vargas, David Bass, Lucas Czech, Alexandros Stamatakis, Enrique Lara, David Singer, Jordan Mayor, John Bunge, Sarah Sernaker, Tobias Siemensmeyer, Isabelle Trautmann, Sarah Romac, Cédric Berney, Alexey Kozlov, Edward Mitchell, Christophe Seppey, Elianne Egge, Guillaume Lentendu, Rainer Wirth, Gabriel Trueba, Micah Dunthorn. Nature Ecology & Evolution. 2017.
Quartet-Based Computations of Internode Certainty Provide Accurate and Robust Measures of Phylogenetic Incongruence Xiaofan Zhou, Sarah Lutteropp, Lucas Czech, Alexandros Stamatakis, Moritz von Looz, Antonis Rokas. bioRxiv. 2017.
A System for Recognizing Natural Spelling of English Words Lucas Czech. Diploma Thesis. Karlsruhe Institute of Technology and Carnegie Mellon University. 2014.
A Study of Distance Measures for Clustering Generalized Polyphones Lucas Czech. Student Research Paper. Karlsruhe Institute of Technology. 2012.