በውስጣችን ያለው መረጃ፡ ባዮኢንፎርማቲክስ ምን ያደርጋሉ?

እያወራን ያለነው የኦርጋኒክን ትልቅ ቀን ስለሚፈታቱ የወደፊት ሰዎች ነው። ባለፉት ሁለት አስርት ዓመታት ውስጥ በሰው ልጅ ጂኖም ቅደም ተከተል ምክንያት ሊተነተን የሚችለው የባዮሎጂካል መረጃ መጠን በብዙ እጥፍ ጨምሯል። ከዚህ በፊት በትክክል በደማችን ውስጥ የተከማቸውን መረጃ ተጠቅመን መነሻችንን ማወቅ፣ ሰውነታችን ለአንዳንድ መድኃኒቶች ምን ምላሽ እንደሚሰጥ መፈተሽ አልፎ ተርፎም ባዮሎጂካዊ ውርሻችንን ሊለውጥ ይችላል ብለን ማሰብ እንኳን አንችልም።

ይህ እና ሌሎች መጣጥፎች መጀመሪያ ላይ ይታያሉ ብሎግ መለጠፍ በድረ-ገጻችን ላይ. በማንበብ ይደሰቱ።

የአማካይ ባዮኢንፎርማቲያን ባህሪያት ከፕሮግራም ሰጭዎች ጋር አንድ አይነት ናቸው - ቀይ አይኖች, የታጠፈ አቀማመጥ እና በዴስክቶፕ ላይ ከቡና ስኒዎች ምልክቶች. ሆኖም ግን, በዚህ ጠረጴዛ ላይ ስራው በአብስትራክት ስልተ ቀመሮች እና ትዕዛዞች ላይ አይደለም, ነገር ግን በተፈጥሮ ኮድ እራሱ ላይ ነው, ይህም ስለ እኛ እና በዙሪያችን ስላለው ዓለም ብዙ ሊነግረን ይችላል.

በዚህ መስክ ውስጥ ስፔሻሊስቶች ከፍተኛ መጠን ያለው መረጃን ይይዛሉ (ለምሳሌ የአንድ ሰው ጂኖም ቅደም ተከተል ውጤት 100 ጊጋባይት ይወስዳል)። ስለዚህ እንደዚህ አይነት መረጃን ማቀናበር የውሂብ ሳይንስ አካሄዶችን እና መሳሪያዎችን ይፈልጋል። ስኬታማ የባዮኢንፎርማቲስት ሊቅ ባዮሎጂ እና ኬሚስትሪ ብቻ ሳይሆን የመረጃ ትንተና ዘዴዎችን ፣ ስታቲስቲክስን እና ሂሳብን ጭምር መረዳቱ ምክንያታዊ ነው - ይህ ሙያውን በጣም አልፎ አልፎ እና ተፈላጊ ያደርገዋል። እንደነዚህ ያሉት ስፔሻሊስቶች በተለይ በፈጠራ ሕክምና እና በመድኃኒት ልማት መስክ ውስጥ ያስፈልጋሉ። እንደ IBM እና Intel ያሉ ግዙፍ የቴክኖሎጂ ኩባንያዎች ፕሮግራሞቻቸውን ይክፈቱ, ለባዮኢንፎርማቲክስ ጥናት ያደረ.

ባዮኢንፎርማቲያን ለመሆን ምን ያስፈልጋል?

• ባዮሎጂ እና ኬሚስትሪ (የዩኒቨርሲቲ ደረጃ);
• ማትስታት ፣ ሊኒያር አልጀብራ ፣ የፕሮባቢሊቲ ቲዎሪ;
• የፕሮግራም አወጣጥ ቋንቋዎች (Python እና R ፣ ብዙ ጊዜ ሲ ++ ይጠቀማሉ)።
• ለ መዋቅራዊ ባዮኢንፎርማቲክስ፡ የሂሳብ ትንተና እና የልዩነት እኩልታዎች ንድፈ ሃሳብ መረዳት።

በሁለቱም ባዮሎጂካል ዳራ እና የፕሮግራም እና የሂሳብ እውቀት ወደ ባዮኢንፎርማቲክስ መስክ መግባት ይችላሉ። ለቀድሞው ፣ ከተዘጋጁ የባዮኢንፎርማቲክስ ፕሮግራሞች ጋር አብሮ መሥራት ተስማሚ ነው ፣ ለኋለኛው ፣ የልዩ ባለሙያው የበለጠ ስልተ ቀመር።

ባዮኢንፎርማቲክስ ምን ያደርጋሉ?

ዘመናዊ ባዮኢንፎርማቲክስ በሁለት ዋና ዋና ቅርንጫፎች ይከፈላል - መዋቅራዊ ባዮኢንፎርማቲክስ እና ተከታታይ ባዮኢንፎርማቲክስ። በመጀመሪያው ሁኔታ አንድ ሰው ከኮምፒዩተር ፊት ለፊት ተቀምጦ እና ባዮሎጂካዊ ነገሮችን (ለምሳሌ ዲኤንኤ ወይም ፕሮቲኖችን) በ 3D እይታዎች ለማጥናት የሚረዱ ፕሮግራሞችን ሲሰራ እናያለን። የመድኃኒት ሞለኪውል ከፕሮቲን ጋር እንዴት እንደሚገናኝ፣ የፕሮቲን የቦታ አሠራር በሴል ውስጥ ምን እንደሚመስል፣ የሞለኪዩሉ ባህርያት ከሴሉላር አወቃቀሮች ጋር ያለውን ግንኙነት፣ ወዘተ ለመተንበይ የሚያስችሉ የኮምፒዩተር ሞዴሎችን ይገነባሉ።

መዋቅራዊ ባዮኢንፎርማቲክስ ዘዴዎች በአካዳሚክ ሳይንስም ሆነ በኢንዱስትሪ ውስጥ በንቃት ጥቅም ላይ ይውላሉ-ከእንደዚህ ያሉ ስፔሻሊስቶች ውጭ ማድረግ የሚችል የመድኃኒት ኩባንያ መገመት አስቸጋሪ ነው። በቅርብ ዓመታት ውስጥ የኮምፒዩተር ዘዴዎች እምቅ መድሃኒቶችን የማግኘት ሂደትን በእጅጉ አቅልለውታል, ይህም የፋርማሲዩቲካል ልማት በጣም ፈጣን እና ርካሽ ሂደት ነው.

SARS-CoV-2 አር ኤን ኤ-ጥገኛ አር ኤን ኤ ፖሊመሬሴ (በስተግራ)፣ እንዲሁም ከአር ኤን ኤ ዲፕሌክስ ጋር ያለው ግንኙነት። ምንጭ።

ጂኖም ምንድን ነው?

ጂኖም ስለ አንድ አካል ውርስ አወቃቀር መረጃ ነው። በሁሉም ሕያዋን ፍጥረታት ውስጥ የጂኖም ተሸካሚው ዲ ኤን ኤ ነው ፣ ግን በአር ኤን ኤ መልክ የዘር ውርስ መረጃን የሚያስተላልፉ ፍጥረታት አሉ። ጂኖም ከወላጆች ወደ ልጆች ይተላለፋል, በዚህ ሂደት ውስጥ, ሚውቴሽን የሚባሉት ስህተቶች ሊከሰቱ ይችላሉ.

የመድኃኒት ሬምዴሲቪር ከ ‹SARS-CoV-2› ቫይረስ አር ኤን ኤ ጥገኛ አር ኤን ኤ ፖሊመሬሴ ጋር መስተጋብር። ምንጭ።

ቅደም ተከተል ባዮኢንፎርማቲክስ ከፍተኛ ደረጃ ያለው የሕያዋን ቁስ አደረጃጀትን ይመለከታል - ከእያንዳንዱ ኑክሊዮታይድ ፣ ዲ ኤን ኤ እና ጂኖች ፣ እስከ ሙሉ ጂኖም እና አንዳቸው ከሌላው ጋር ያላቸውን ንፅፅር።

እስቲ አስቡት አንድ ሰው የፊደል አጻጻፍ ስብስብ (ቀላል ግን ጄኔቲክ ወይም አሚኖ አሲድ) ፊደላትን አይቶ በውስጣቸው አብነቶችን ሲፈልግ የኮምፒዩተር ዘዴዎችን በመጠቀም በስታቲስቲክስ ሲያብራራ እና ሲያረጋግጥ። ቅደም ተከተል ባዮኢንፎርማቲክስ የትኛው ሚውቴሽን ከአንድ የተወሰነ በሽታ ጋር የተያያዘ እንደሆነ ወይም ለምን ጎጂ ንጥረ ነገሮች በታካሚው ደም ውስጥ እንደሚከማቹ ያብራራል. ከህክምና መረጃ በተጨማሪ ተከታታይ ባዮኢንፎርማቲስቶች በምድር ላይ ያሉ ፍጥረታት ስርጭትን ፣በእንስሳት ቡድኖች መካከል ያለውን ልዩነት እና የልዩ ጂኖች ሚና እና ተግባርን ያጠናል ። ለዚህ ሳይንስ ምስጋና ይግባውና የመድኃኒቶችን ውጤታማነት ለመፈተሽ እና ድርጊታቸውን የሚያብራሩ ባዮሎጂያዊ ዘዴዎችን ማጥናት ይቻላል.

ለምሳሌ ለባዮኢንፎርማቲክስ ትንታኔ ምስጋና ይግባውና በአንደኛው የክሎራይድ ቻናሎች ዘረ-መል መበላሸት ምክንያት የሚከሰተውን የሳይስቲክ ፋይብሮሲስ እድገትን የሚያመጣ ሚውቴሽን ተገኝቷል። እና አሁን የሰው የቅርብ ባዮሎጂያዊ ዘመድ ማን እንደሆነ እና ቅድመ አያቶቻችን በፕላኔቷ ዙሪያ እንዴት እንደሰፈሩ በደንብ እናውቃለን። ከዚህም በላይ እያንዳንዱ ሰው የእሱን ጂኖም በማንበብ ቤተሰቡ ከየት እንደመጣ እና የየትኛው ዘር እንደሆነ ማወቅ ይችላል. ብዙ የውጭ አገር (23andme, MyHeritage) እና ሩሲያኛ (ጄኖቴክ, የዓለምን ካርታ የያዘ መጽሐፍ) አገልግሎቶች ይህንን አገልግሎት በአንፃራዊነት ዝቅተኛ ዋጋ (ወደ 20 ሺህ ሩብልስ) እንዲያገኙ ያስችሉዎታል።

ከMyHeritage የመነጨ እና የህዝብ ግንኙነት የዲኤንኤ ምርመራ ውጤቶች።

ከ23andMe የዲኤንኤ ህዝብ ምርመራ ውጤቶች።

ጂኖም እንዴት ይነበባል?

ዛሬ፣ የጂኖም ቅደም ተከተል ማንንም ሰው በግምት የሚያስከፍል የተለመደ አሰራር ነው። 150 ሺህ ሩብልስ (በሩሲያ ውስጥ ጨምሮ). የእርስዎን ጂኖም ለማንበብ በልዩ ላብራቶሪ ውስጥ ከደም ስር ደም መለገስ ብቻ ያስፈልግዎታል-በሁለት ሳምንታት ውስጥ የጄኔቲክ ባህሪዎችዎን ዝርዝር መግለጫ የያዘ የተጠናቀቀ ውጤት ያገኛሉ ። ከጂኖም በተጨማሪ የአንጀት ማይክሮባዮታዎን ጂኖም መተንተን ይችላሉ-በእርስዎ የምግብ መፍጫ ስርዓት ውስጥ የሚኖሩትን ተህዋሲያን ባህሪያት ይማራሉ, እንዲሁም ከባለሙያ የአመጋገብ ባለሙያ ምክር ያገኛሉ.

ጂኖም በተለያዩ ዘዴዎች ሊነበብ ይችላል, አሁን ከዋነኞቹ አንዱ "የሚቀጥለው ትውልድ ቅደም ተከተል" ተብሎ የሚጠራው ነው. ይህንን ሂደት ለማካሄድ በመጀመሪያ ባዮሎጂካል ናሙናዎች ማግኘት አለባቸው. እያንዳንዱ የሰውነት ሕዋስ አንድ አይነት ጂኖም አለው, ስለዚህ ብዙውን ጊዜ ደም ጂኖም ለማንበብ ይወሰዳል (ይህ በጣም ቀላሉ ነው). ከዚያም ሴሎቹ ይከፋፈላሉ እና ዲ ኤን ኤውን ከሌሎች ነገሮች ሁሉ ይለያሉ. ከዚያም የተገኘው ዲ ኤን ኤ ወደ ብዙ ትናንሽ ቁርጥራጮች ይከፈላል እና ልዩ አስማሚዎች ለእያንዳንዳቸው "የተሰፋ" ናቸው - ሰው ሰራሽ በሆነ መንገድ የታወቁ የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተሎች። ከዚያም የዲ ኤን ኤ ክሮች ተለያይተዋል, እና ነጠላ-ሽክርክሪፕት ክሮች በቅደም ተከተል በሚደረግበት ልዩ ሳህን ላይ አስማሚዎችን በመጠቀም ተያይዘዋል. በቅደም ተከተል ጊዜ ተጨማሪ የፍሎረሰንት ምልክት የተደረገባቸው ኑክሊዮታይዶች ወደ ዲ ኤን ኤ ቅደም ተከተል ይታከላሉ። እያንዳንዱ ምልክት የተደረገበት ኑክሊዮታይድ፣ ሲያያዝ፣ የተወሰነ የሞገድ ርዝመት ያለው የብርሃን ጨረር ያመነጫል፣ እሱም በኮምፒዩተር ላይ ተመዝግቧል። በዚህ መንገድ ነው ኮምፒዩተሩ የመጀመሪያውን ዲ ኤን ኤ አጫጭር ቅደም ተከተሎችን የሚያነበው, ከዚያም ልዩ ስልተ ቀመሮችን በመጠቀም ወደ ዋናው ጂኖም ይሰበሰባሉ.

የቅደም ተከተል ባዮኢንፎርማቲክስ ባለሙያዎች የሚሰሩበት የመረጃ ምሳሌ፡ የአሚኖ አሲድ ቅደም ተከተል አሰላለፍ።

ባዮኢንፎርማቲክስ የት ነው የሚሰሩት እና ምን ያህል ያገኛሉ?

የባዮኢንፎርማቲክስ መንገድ በተለምዶ በሁለት ዋና ዋና ዘርፎች የተከፈለ ነው-ኢንዱስትሪ እና ሳይንስ። እንደ ባዮኢንፎርማቲክስ ሳይንቲስት ሙያ የሚጀምረው በአንድ ትልቅ ተቋም በተመረቀበት ቦታ ነው። መጀመሪያ ላይ ባዮኢንፎርማቲስቶች በተቋማቸው፣ በሚሳተፉባቸው የገንዘብ ድጎማዎች ብዛት እና በተግባራቸው ብዛት - በመደበኛነት በተቀጠሩባቸው ቦታዎች ላይ የተመሠረተ የመሠረታዊ ደመወዝ ይቀበላሉ። ከጊዜ በኋላ የእርዳታዎች እና ግንኙነቶች ቁጥር እየጨመረ ይሄዳል ፣ እና ለሁለት ዓመታት ያህል በአካዳሚክ አካባቢ ውስጥ ከሰራ በኋላ ባዮኢንፎርማቲያን በቀላሉ አማካይ ደመወዝ (70-80 ሺህ ሩብልስ) ይቀበላል ፣ ግን ብዙ በትጋት እና በትጋት ላይ የተመሠረተ ነው። በጣም ልምድ ያካበቱ የባዮኢንፎርማቲክስ ባለሙያዎች በልዩ ሙያቸው ውስጥ የራሳቸውን ቤተ ሙከራ ያካሂዳሉ.

ለባዮኢንፎርማቲክስ የት ነው የሚማሩት?

• የሞስኮ ስቴት ዩኒቨርሲቲ - የባዮኢንጂነሪንግ እና ባዮኢንፎርማቲክስ ፋኩልቲ
• ኤችኤስኢ - በባዮሎጂ እና በሕክምና ውስጥ የመረጃ ትንተና (የማስተር ፕሮግራም)
• MIPT - የባዮኢንፎርማቲክስ ክፍል
• የባዮኢንፎርማቲክስ ተቋም (NPO)

እንደ አካዳሚ በተለየ በኢንዱስትሪው ውስጥ ማንም ሰው ለሠራተኛው አስፈላጊውን ችሎታ በማስተማር ጊዜውን አያጠፋም, ስለዚህ እዚያ መድረስ ብዙውን ጊዜ አስቸጋሪ ነው. በኢንዱስትሪ ውስጥ የባዮኢንፎርማቲክስ ባለሙያ የስራ መንገዱ እንደ ልዩ ባለሙያነታቸው እና ቦታው በጣም ይለያያል። በአማካይ, በዚህ መስክ ውስጥ ደመወዝ ይለዋወጣል ከ 70 ሺህ እስከ 150 በተሞክሮ እና በልዩ ባለሙያነት ላይ በመመስረት ሺህ ሩብልስ። 

ታዋቂ የባዮኢንፎርማቲስቶች

የባዮኢንፎርማቲክስ ታሪክ በ 1980 በኬሚስትሪ የኖቤል ሽልማት ያገኘው እንግሊዛዊው ሳይንቲስት ፍሬድሪክ ሳንገር የዲኤንኤ ቅደም ተከተሎችን የማንበብ ዘዴ በማግኘቱ ነው። ከዚያን ጊዜ ጀምሮ, ተከታታይ የማንበብ ዘዴዎች በየዓመቱ ይሻሻላሉ, ነገር ግን "Sanger sequencing" ዘዴ በዚህ አካባቢ ውስጥ ሁሉም ተጨማሪ ምርምር መሠረት ሆኖ አገልግሏል.

በነገራችን ላይ በሩሲያ ሳይንቲስቶች የተፈጠሩ ብዙ ፕሮግራሞች አሁን በመላው ዓለም በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ - ለምሳሌ የጂኖም ሰብሳቢ SPAdes, - ሴንት. በሴንት ፒተርስበርግ ኢንስቲትዩት የተፈጠረ የፒተርስበርግ ጂኖም ሰብሳቢ ከመላው ዓለም የመጡ ሳይንቲስቶች አጫጭር የዲኤንኤ ቅደም ተከተሎችን ወደ ትላልቅ ቅደም ተከተሎች እንዲሰበስቡ ያግዛቸዋል ኦርጅናል ኦርጅናል ኦርጋኒዝምን እንደገና ለመገንባት።

የባዮኢንፎርማቲክስ ግኝቶች እና ስኬቶች

በአሁኑ ጊዜ ባዮኢንፎርማቲስቶች ብዙ ጠቃሚ ግኝቶችን ያደርጋሉ. በበሽታው ወቅት የሚከሰቱትን ሂደቶች ጂኖም እና ውስብስብ የባዮኢንፎርማቲክስ ትንተና ሳይፈታ ለኮሮቫቫይረስ የመድኃኒት ልማት መገመት የማይቻል ነው። ዓለም አቀፍ группа የንፅፅር ጂኖሚክስ እና የማሽን መማሪያ ዘዴዎችን በመጠቀም ሳይንቲስቶች ኮሮናቫይረስ ከሌሎች በሽታ አምጪ ተህዋሲያን ጋር የሚያመሳስላቸውን ነገር መረዳት ችለዋል።

ከእነዚህ ባህሪያት ውስጥ አንዱ በዝግመተ ለውጥ ወቅት የሚከሰቱ በሽታ አምጪ ቫይረሶች የኑክሌር አካባቢ ምልክቶችን (NLS) ማጠናከር ነው። ይህ ጥናት ለወደፊቱ ለሰው ልጆች አደገኛ ሊሆኑ የሚችሉ የቫይረስ ዓይነቶችን ለማጥናት እና ምናልባትም ወደ መከላከያ መድሃኒት እድገት ሊመራ ይችላል ። 

በተጨማሪም የባዮኢንፎርማቲስቶች አዳዲስ የጂኖም አርትዖት ዘዴዎችን በተለይም የ CRISPR/Cas9 ስርዓትን (በበሽታ የመከላከል ስርዓት ላይ የተመሰረተ ቴክኖሎጂ) ቁልፍ ሚና ተጫውተዋል. ባክቴሪያዎች). የእነዚህ ፕሮቲኖች አወቃቀር እና የዝግመተ ለውጥ እድገታቸው ባዮኢንፎርማቲክስ ትንታኔ ምስጋና ይግባውና የዚህ ሥርዓት ትክክለኛነት እና ውጤታማነት ከቅርብ ዓመታት ወዲህ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል ፣ ይህም የበርካታ ፍጥረታት ጂኖም (የሰውን ጨምሮ) ሆን ተብሎ አርትዕ ለማድረግ አስችሏል ።

የSkillFactory የመስመር ላይ ኮርሶችን በመውሰድ በችሎታ እና በደመወዝ ደረጃ ከባዶ ወይም ከደረጃ ወደ ላይ የሚፈለግ ሙያ ማግኘት ይችላሉ።

• የዳታ ሳይንስን ሙያ ከባዶ ማስተማር
• የውሂብ ሳይንስ የመስመር ላይ ቡት ካምፕ
• የውሂብ ትንታኔ የመስመር ላይ ቡት ካምፕ
• የትንታኔ ሙያ ከማንኛውም የመነሻ ደረጃ ጋር
• Python ለድር ልማት ኮርስ

ተጨማሪ ኮርሶች

• የማሽን ትምህርት ኮርስ
• የላቀ ኮርስ "Machine Learning Pro + Deep Learning"
• ኮርስ "የሂሳብ እና የማሽን መማር ለዳታ ሳይንስ"
• የውሂብ ትንታኔ ኮርስ
• DevOps ኮርስ
• የሙያ ድር ገንቢ
• ሥራ የ iOS ገንቢ ከባዶ
• ፕሮፌሽናል አንድሮይድ ገንቢ ከባዶ
• ሙያ ጃቫ ገንቢ ከባዶ
• የጃቫ ስክሪፕት ኮርስ
• የሙያ UX ዲዛይነር ከባዶ
• የሙያ ድር ንድፍ አውጪ

ምንጭ: hab.com