През лятото на 2018 г. под Петербург се проведе ежегодната лятна школа по биоинформатика, на която присъстваха 100 студенти и докторанти, за да изучат биоинформатика и да се запознаят с нейното приложение в различни области на биологията и медицината.
Основният акцент на тази школа беше върху изследванията на рака, но имаше и лекции и за други области на биоинформатиката, от еволюцията до анализа на данни от едноклетъчно секвениране. През седмицата участниците учеха да работят с данни от ново поколение секвениране, програмираха на Python и R, използваха стандартни биоинформатични инструменти и рамки, запознаваха се с методи на системна биология, популационна генетика и моделиране на лекарства при изучаване на тумори, и много други.
По-долу ще намерите видеа от 18 лекции, изнесени по време на школата, с кратки описания и слайдове. Лекциите, отбелязани със звезда «*», са доста основни и могат да се гледат без предварителна подготовка.
1*. Онкогеномика и персонализирана онкология | Михаил Пятницки, НИИ биомедицинска химия
|
Михаил кратко представи геномиката на туморите и как разбирането на еволюцията на раковите клетки помага за решаването на практически задачи в онкологията. Особено внимание лекторът обърна на разяснението на разликата между онкогени и онкосупресори, методите за откриване на „ракови гени“ и изолиране на молекулярни подтипове на тумори. В заключение Михаил разгледа бъдещето на онкогеномиката и проблемите, които могат да възникнат.
2*. Генетична диагностика на наследствени туморни синдроми | Андрей Афанасьев, yRisk
|
Андрей говори за наследствените туморни синдроми и разгледа тяхната биология, епидемиология и клинични проявления. Част от лекцията е посветена на въпросите на генетичното тестване — кой трябва да премине теста, какво се извършва за това, какви трудности възникват при обработката на данни и тълкуването на резултатите и, накрая, каква полза това носи на пациентите и техните роднини.
3*. The Pan-Cancer Atlas | Герман Демидов, BIST/UPF
|
Въпреки десетилетията на изследвания в областта на геномиката и епигеномиката на рака, отговорът на въпроса „как, къде и защо възникват туморни синдроми“ все още не е окончателен. Една от причините за това е необходимостта от стандартизирано получаване и обработка на огромно количество данни с цел откриване на ефекти с малък размер, които е трудно да се установят в ограничен набор от данни (когато точно такъв обем е типичен за изследвания, провеждани в една или няколко лаборатории), но които в съвкупност играят огромна роля в такава сложна и многофакторна болест, каквато е ракът.
През последните години множество 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 епигенетичните механизми | Олег Шпинов, JetBrains Research
|
Регулацията на експресията на гените се осъществява по различни начини. На лекцията си Олег разказа за епигенетичната регулация чрез модификация на хистоните, изучаването на тези процеси чрез метода ChIP-seq и начините за анализ на получените резултати.
5. Мултиомика в изследванията на рака | Константин Оконечников, Германски център за изследване на рака
|
Развитието на експерименталните технологии в молекулярната биология позволи комбинирането на изследването на широк спектър функционални процеси в клетки, органи или дори целия организъм. За установяване на връзките между компонентите на биологичните процеси е необходимо да се използва мултиомика, при която се комбинират обширни експериментални данни от геномиката, транскриптомиката, епигеномиката и протеомиката. Константин предостави нагледни примери за прилагането на мултиомиката в областта на изследванията на ракови заболявания с акцент 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, както и начини за преодоляване на явните 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, както и начините за преодоляване на тези трудности.
8. Диагностика на мускулна дистрофия чрез нанопорова секвениране | Павел Авдеев, Университет на Джордж Вашингтон
|
Секвенирането с технологията на Oxford Nanopore предлага предимства, които могат да се използват за откриване на генетичните причини за заболявания, например мускулна дистрофия. В лекцията си Павел разказа за разработването на пайплайн за диагностика на това заболяване.
9*. Графично представяне на генома | Иля Минкин, Университет на Пенсилвания
|
Графичните модели позволяват компактно представяне на голямо количество подобни последователности и често се използват в геномиката. Иля подробно изясни как с помощта на графи се възстановяват геномни последователности, как и защо се използва графа на де Бруин, и доколко този "графичен" подход увеличава точността при търсенето на мутации и какви нерешени проблеми с използването на графи все още остават.
10*. Интересна протеомика | Павел Синицын, Институт Max Planck по биохимия (2 части)
, |,
Белките са отговорни за повечето биохимични процеси в живия организъм и протеомиката е единственият метод за глобален анализ на състоянието на хиляди белтъци едновременно. Спектърът на изследваните проблеми е впечатляващ — от идентификация на антитела и антигени до определяне на местонахождението на хиляди белтъци. В лекциите си Павел разказа за тези и други приложения на протеомиката, нейното съществуващо развитие и трудностите при анализа на данните.
11*. Основни принципи на молекулярните симулации | Павел Яковлев, BIOCAD
|
Въведение в теоретичната лекция за молекулярна динамика: защо е необходима, какво прави и как се използва при разработването на лекарствени препарати. Павел обърна внимание на методите на молекулярната динамика, обясненията на молекулярни сили, описание на връзки, понятията "силово поле" и "интегриране", ограниченията при моделирането и много други.
12*. Молекулярна биология и генетика | Юрий Барбитов, Институт по биоинформатика
, , |
Въведение в молекулярната биология и генетиката, състоящо се от три части за студенти и завършили техническите специалности. В първата лекция се обсъждат понятията на съвременната биология, въпросите на структурата на генома и възникването на мутации. Втората подробно разглежда въпросите на функционирането на гените, процесите на транскрипция и транслация, а третата — регулацията на експресията на гените и основните молекулярно-биологични методи.
13*. Принципи на анализа на данни NGS | Юрий Барбитов, Институт по биоинформатика
|
В лекцията се разглеждат методите на секвениране от второ поколение (NGS), техните видове и характеристики. Лекторът подробно обяснява как са структурирани данните „на изхода“ от секвенатора, как ги преобразуват за анализ и какви са възможностите за работа с тях.
14*. Използване на командния ред, практика | Геннадий Захаров, EPAM
Практически обзор на полезните команди в командния ред на Linux, опции и основи на техните приложения. Примерите са насочени към анализа на секвенирани ДНК последователности. Освен стандартните операции в Linux (например, cat, grep, sed, awk), се разглеждат 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 запознава с диаграмите, графиците и картинките на другите. Никита разказа как трябва да се интерпретират правилно графиките и диаграмите, акцентирайки на основното; как да се рисуват разбираеми картинки. Лекторът също подчерта на какво да се обърне внимание при четенето на статия или гледането на рекламен клип.
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 бакалавриата, магистратурата или аспирантурата.
17*. Как учените да съставят CV | Виктория Коржова, Max Planck Institute of Biochemistry
Какво да оставите в CV-то и какво да изключите? Кои факти ще бъдат интересни за потенциалния ръководител, а кои е по-добре да не споменавате? Как да подредите информацията, за да привлечете внимание? 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 може да работи биоинформатикът? Отговорът на този въпрос е подробно изложен в лекцията на Андрей с примери и съвети.
Край
Както може да сте забелязали, лекциите в училището са доста разнообразни по теми - от молекулярно моделиране и използване на графи за изграждане на геноми, до анализ на единични клетки и изграждане на научна кариера. В Института по биоинформатика се стараем да включим разнообразни теми в програмата на училището, за да обхванем колкото се може повече области на биоинформатиката и за всеки участник да открие нещо ново и полезно.
Следващото училище по биоинформатика ще се проведе от 29 юли до 3 август 2019 г. близо до Москва. . Темата на тази година ще бъде биоинформатика в изследванията на развитието (developmental biology) и стареенето (aging).
За тези, които искат да изучават биоинформатика в дълбочина, продължаваме да приемаме заявки за нашата в Санкт Петербург. Или следете нашите новини за откриването на програмата в Москва тази есен.
За тези, които не са в Петербург или Москва, но искат да станат биоинформатици - ние подготвихме по алгоритми, програмиране, генетика и биология.
И още имаме десетки , които можете да започнете веднага.
През 2018 година летното училище по биоинформатика се проведе с подкрепата на нашите постоянни партньори – компаниите JetBrains, BIOCAD и EPAM, за което им благодаря много.
На всички биоинформатици!
P.S. Ако ви се е сторило недостатъчно, и .
Източник: habr.com
