През лятото на 2018 година близо до Санкт Петербург се проведе ежегодната лятна школа по био-информатика, на която присъстваха 100 студенти и аспиранти, за да изследват био-информатиката и нейното приложение в различни области на биологията и медицината.
Основният фокус на тази школа беше върху раковите изследвания, но имаше лекции и по други области на био-информатиката, от еволюция до анализ на данни от едноклетъчно секвениране. През седмицата участниците се учиха да работят с данни от ново поколение секвениране, програмираха на Python и R, прилагаха стандартни био-информатични инструменти и рамки, запознаваха се с методи на системната биология, популационната генетика и моделирането на лекарства при изучаване на тумори и много други.
По-долу ще намерите видеозаписи на 18 лекции, проведени в училището, с кратко описание и слайдове. Лекциите, помечени със звезда «*», са сравнително основни и могат да бъдат гледани без предварителна подготовка.
1*. Онкогеномика и персонализирана онкология | Михаил Пятницкий, НИИ биомедицинска химия
|
Михаил кратко разказа за геномиката на туморите и как разбирането на еволюцията на раковите клетки позволява решаване на практически задачи в онкологията. Особено внимание лекторът обърна на обяснението на разликата между онкогени и онкосупресори, методите за откриване на 'ракови гени' и изолиране на молекулярни подтипове на тумори. В заключение Михаил обсъди бъдещето на онкогеномиката и проблемите, които могат да възникнат.
2*. Генетична диагностика на наследствени туморни синдроми | Андрей Афанасьев, yRisk
|
Андрей разказа за наследствените туморни синдроми и разгледа тяхната биология, епидемиология и клинични проявления. Част от лекцията е посветена на въпроси, свързани с генетичното тестиране — кой трябва да го премине, какво се прави за това, какви трудности възникват при обработка на данни и интерпретация на резултатите и накрая, каква полза това носи на пациентите и техните роднини.
3*. The Pan-Cancer Atlas | Герман Демидов, BIST/UPF
|
Въпреки десетилетията изследвания в областта на геномиката и епигеномиката на рака, отговорът на въпроса "как, къде и защо възникват туморни синдроми" все още не е пълен. Една от причините за това е необходимостта от стандартизирано извличане и обработка на огромни количества данни с цел откриване на ефекти с малки размери, които е трудно да бъдат идентифицирани в ограничен набор от данни (какъвто обикновено представлява изследването в рамките на една или няколко лаборатории), но които в съвкупност играят огромна роля в такова сложно и многофакторно заболяване, каквото е ракът.
През последните няколко години много от най-силните изследователски групи в света, осъзнавайки този проблем, започнаха да обединяват усилията си в опити да открият и опишат всички тези ефекти. За една от тези инициативи (The PanCancer Atlas) и резултатите, получени в рамките на работата на този консорциум от лаборатории и публикувани в специален брой на Cell, Герман разказа в тази лекция.
4. ChIP-Seq в изучаването на епигенетични механизми | Олег Шпинов, JetBrains Research
|
Регулацията на експресията на гените се осъществява по различни начини. На своята лекция Олег разказа за епигенетичната регулация чрез модификация на хистони, изучаване на тези процеси чрез метода ChIP-seq и начини за анализиране на получените резултати.
5. Мултиомика в изследванията на рака | Константин Оконечников, Германски център за изследване на рака
|
Развитието на експериментални технологии в молекулярната биология позволи комбинирането на изследването на широк спектър от функционални процеси в клетки, органи или дори в цял организъм. За установяване на връзките между компонентите на биологичните процеси е необходимо да се използва мултиомика, в която се съчетават масивни експериментални данни от геномика, транскриптомика, епигеномика и протеомика. Константин даде нагледни примери за приложение на мултиомика в изследванията на ракови заболявания с фокус върху педиатричната онкология.
6. Многостранност и ограничения на анализа на единични клетки | Константин Оконечников
|
По-подробна лекция за РНК-секвениране на единични клетки и методи за анализ на тези данни, а също и начини за преодоляване на явни и скрити проблеми при тяхното изучаване.
7. Анализ на данни от single-cell RNA-seq | Константин Зайцев, Вашингтонски университет в Сейнт Луис
|
Въведение в секвенирането на единични клетки. Константин обсъжда методите за секвениране, трудностите в лабораторната работа и биоинформатичния анализ, и начините за преодоляването им.
8. Диагностика на мускулна дистрофия с помощта на нанопорово секвениране | Павел Авдеев, Университет на Джордж Вашингтон
|
Секвенирането с технологията Oxford Nanopore предлага предимства, които могат да бъдат използвани за откриване на генетичните причини за заболявания, като например мускулната дистрофия. В лекцията си Павел разказа за разработването на пайплайн за диагностициране на това заболяване.
9*. Графово представяне на генома | Илья Минкин, Университет на Пенсилвания
|
Графовите модели позволяват компактен начин за представяне на голямо количество подобни последователности и често се използват в геномиката. Илья подробно разказа как с помощта на графове се възстановяват геномни последователности, как и защо се използва графът на де Бруин, колко увеличава точността при търсенето на мутации, и какви нерешени проблеми с използването на графове все още остават.
10*. Забавна протеомика | Павел Синицын, Институт Макс Планк по биохимия (2 части)
, |,
Белтъците са отговорни за повечето биохимични процеси в живия организъм, а протеомиката все още е единственият метод за глобален анализ на състоянието на хиляди белтъци едновременно. Спектърът на разглежданите задачи е впечатляващ — от идентификация на антитела и антигени до определяне на локализацията на няколко хиляди белтъка. В лекциите си Павел разказа за тези и други приложения на протеомиката, текущото й развитие и подводните камъни при анализа на данни.
11*. Основни принципи на молекулни симулации | Павел Яковлев, BIOCAD
|
Въведителна теоретична лекция за молекулна динамика: защо е необходима, какво прави и как се използва при разработването на лекарствени препарати. Павел отдели време на методите на молекулната динамика, обяснението на молекулните сили, описанието на връзките, понятията "силово поле" и "интегриране", ограниченията в моделирането и много други.
12*. Молекулярна биология и генетика | Юрий Барбитов, Институт по биоинформатика
, , |
Въведение в молекулярната биология и генетика чрез три части за студенти и възпитаници на технически специалности. В първата лекция се обсъждат понятията на съвременната биология, въпросите за структурата на генома и произхода на мутациите. Втората подробо разглежда въпросите за функционирането на гените, процесите на транскрипция и транслация, третата – регулирането на експресията на гените и основните молекулярно-биологични методи.
13*. Принципи на анализа на данни NGS | Юрий Барбитов, Институт по биоинформатика
|
В лекцията се разказва за методите на секвениране от второ поколение (NGS), техните типове и характеристики. Лекторът подробно обяснява как са структурирани данните "на изхода" от секвенатора, как се преобразуват за анализ и какви са начините за работа с тях.
14*. Използване на команден ред, практика | Геннадий Захаров, EPAM
Практически преглед на полезни команди в командния ред на Linux, опции и основи на тяхното използване. Примерите са насочени към анализа на секвенирани ДНК последователности. Освен стандартните операции на Linux (например, cat, grep, sed, awk), се разглеждат и утилити за работа с последователности (samtools, bedtools).
15*. Визуализация на данни за най-малките | Никита Алексеев, Университет ИТМО
|
Всеки е имал случаи да илюстрира резултатите от научните си проекти или да се запознае с чужди диаграми, графики и картинки. Никита разказа как правилно да интерпретира графики и диаграми, като изтъква основното; как да рисува разбираеми картинки. Лекторът също така подчерта, на какво да се обърне внимание при четене на статия или разглеждане на рекламно видео.
16*. Кариера в биоинформатиката | Виктория Коржова, Max Planck Institute of Biochemistry
Видео: , |
Виктория разказа за структурата на академичната наука в чужбина и за това, на какво трябва да се обърне внимание, за да построи кариера в науката или индустрията, докато е студент в бакалавриат, магистратура или докторантура.
17*. Как учен да състави CV | Виктория Коржова, Max Planck Institute of Biochemistry
Какво да оставим в CV, а какво да премахнем? Кои факти ще представляват интерес за потенциален работодател, а кои е по-добре да не споменаваме? Как да подредим информацията, за да привлечем вниманието с нашето резюме? Лекцията ще даде отговори на тези и други въпроси.
18*. Как е устроен пазарът на биоинформатика | Андрей Афанасьев, yRisk
|
Как е устроен пазарът и къде да работи биоинформатик? Отговор на този въпрос подробно, с примери и съвети, изложен в лекцията на Андрей.
Край
Както можете да забележите, лекциите в училището са достатъчно широки по теми — от молекулярно моделиране и използване на графи за сглобяване на генома, до анализ на единични клетки и изграждане на научна кариера. В Института по биоинформатика се стараем да включваме разнообразни теми в програмата на училището, за да обхванем колкото се може повече дисциплини по биоинформатика и всеки участник да научи нещо ново и полезно за себе си.
Следващото училище по биоинформатика ще се проведе от 29 юли до 3 август 2019 година близо до Москва. . Темата на тази година ще бъде биоинформатика в изследванията на развитие (developmental biology) и стареене (aging).
За тези, които искат да задълбочат знанията си по биоинформатика, продължава приемът на заявления за нашата в Санкт-Петербург. Или следете нашите новини за откритие на програмата в Москва вече тази есен.
За тези, които не са в Санкт-Петербург или Москва, но много искат да станат биоинформатици — подготвихме по алгоритми, програмиране, генетика и биология.
Имаме и десетки , които можете да започнете да преминавате точно сега.
През 2018 година летното училище по биоинформатика беше проведено с подкрепата на нашите постоянни партньори – компаниите JetBrains, BIOCAD и EPAM, за което им благодарим.
На всички биоинформатици!
P.S. Ако ви се стори малко, и .
Източник: habr.com
