През лятото на 2018 г. близо до Санкт Петербург се проведе годишно лятно училище по биоинформатика, където 100 студенти и докторанти дойдоха да изучават биоинформатика и да се запознаят с нейното използване в различни области на биологията и медицината.
Основният фокус на училището беше върху изследванията на рака, но имаше лекции и върху други области на биоинформатиката, вариращи от еволюцията до анализа на данни за секвениране на една клетка. В течение на седмицата момчетата се научиха да работят с данни за секвениране от следващо поколение, програмирани на Python и R, използваха стандартни биоинформатични инструменти и рамки, запознаха се с методите на системната биология, популационната генетика и моделирането на лекарства при изучаване на тумори, и още много.
По-долу ще намерите видео на 18 лекции, изнесени в училището, с кратко описание и слайдове. Означените със звездичка “*” са съвсем елементарни и могат да се гледат без предварителна подготовка.
1*. Онкогеномика и персонализирана онкология | Михаил Пятницки, Изследователски институт по биомедицинска химия
|
Михаил говори накратко за туморната геномика и как разбирането на еволюцията на раковите клетки ни позволява да решаваме практически проблеми в онкологията. Лекторът обърна специално внимание на разясняването на разликата между онкогени и туморни супресори, методите за търсене на „ракови гени” и идентифициране на молекулярни подвидове на тумори. В заключение Михаил обърна внимание на бъдещето на онкогеномиката и проблемите, които могат да възникнат.
2*. Генетична диагностика на наследствени туморни синдроми | Андрей Афанасиев, yRisk
|
Андрей говори за наследствените туморни синдроми и обсъди тяхната биология, епидемиология и клинични прояви. Част от лекцията е посветена на въпроса за генетичното изследване - кой трябва да се подложи на него, какво се прави за това, какви трудности възникват при обработката на данните и интерпретирането на резултатите и накрая какви ползи носи за пациентите и техните близки .
3*. Панраковият атлас | Герман Демидов, BIST/UPF
|
Въпреки десетилетия изследвания в областта на раковата геномика и епигеномика, отговорът на въпроса „как, къде и защо възникват туморните синдроми“ все още е непълен. Една от причините за това е необходимостта от стандартизирано събиране и обработка на огромни количества данни, за да се открият ефекти с малка величина, които са трудни за откриване в ограничен набор от данни (размерът, който е типичен за изследване в една или няколко лаборатории) , но които като цяло играят значителна роля, огромна роля в такова сложно и многофакторно заболяване като рака.
През последните няколко години много от най-мощните изследователски групи в света, осъзнаващи този проблем, започнаха да обединяват усилията си в опитите си да открият и опишат всички тези ефекти. Херман говори за една от тези инициативи (The PanCancer Atlas) и резултатите, получени като част от работата на този консорциум от лаборатории и публикувани в специален брой на Cell в тази лекция.
4. ChIP-Seq в изследването на епигенетичните механизми | Олег Шпинов, JetBrains Research
|
Регулирането на генната експресия се осъществява по различни начини. В своята лекция Олег говори за епигенетичната регулация чрез модификация на хистони, изследването на тези процеси с помощта на метода ChIP-seq и методите 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 направи възможно съчетаването на изследването на широк спектър от функционални процеси в клетките, органите или дори в целия организъм. За да се установят връзки между компонентите на биологичните процеси, е необходимо да се използва мултиомика, която съчетава масивни експериментални данни от геномика, транскриптомика, епигеномика и протеомика. Константин даде ясни примери за използването на мулти-омика в областта на раковите изследвания с фокус върху детската онкология.
6. Гъвкавост и ограничения на анализа на единични клетки | Константин Оконечников
|
По-подробна лекция за едноклетъчна RNA-seq и методи за анализ на тези данни, както и начини за преодоляване на очевидни и скрити проблеми при изучаването им.
7. Анализ на едноклетъчни RNA-seq данни | Константин Зайцев, Вашингтонски университет в Сейнт Луис
|
Въвеждаща лекция за секвениране на единични клетки. Константин обсъжда методите за секвениране, трудностите при лабораторната работа и биоинформационния анализ и начините за тяхното преодоляване.
8. Диагностика на мускулна дистрофия чрез секвениране на нанопори | Павел Авдеев, Университет Джордж Вашингтон
|
Секвенирането с помощта на Oxford Nanopore технология има предимства, които могат да се използват за идентифициране на генетичните причини за заболявания като мускулна дистрофия. В своята лекция Павел говори за разработването на тръбопровод за диагностициране на това заболяване.
9*. Графично представяне на генома | Иля Минкин, Пенсилвански държавен университет
|
Графичните модели позволяват компактно представяне на голям брой подобни последователности и често се използват в геномиката. Иля говори подробно за това как се реконструират геномни последователности с помощта на графики, как и защо се използва графиката на de Bruin, доколко подобен подход на „графи“ повишава точността на търсенето на мутации и какви нерешени проблеми с използването на графики все още остават.
10*. Занимателна протеомика | Павел Синицин, Институт по биохимия Макс Планк (2 части)
, |,
Протеините са отговорни за повечето биохимични процеси в живия организъм и засега протеомиката е единственият метод за глобален анализ на състоянието на хиляди протеини едновременно. Обхватът на решаваните проблеми е впечатляващ - от идентифициране на антитела и антигени до определяне на локализацията на няколко хиляди протеини. В лекциите си Павел говори за тези и други приложения на протеомиката, нейното текущо развитие и капаните при анализа на данни.
единадесет*. Основни принципи на молекулярните симулации | Павел Яковлев, BIOCAD
|
Въвеждаща теоретична лекция по молекулярна динамика: защо е необходима, какво прави и как се използва във връзка с разработването на лекарства. Павел обърна внимание на методите на молекулярната динамика, обяснението на молекулярните сили, описанието на връзките, понятията „силово поле“ и „интеграция“, ограниченията в моделирането и много други.
12*. Молекулярна биология и генетика | Юрий Барбитов, Институт по биоинформатика
, , |
Въведение от три части в молекулярната биология и генетика за студенти и завършили инженерни науки. В първата лекция се разглеждат концепциите на съвременната биология, проблемите на структурата на генома и появата на мутации. Вторият обхваща подробно въпросите на функционирането на гените, процесите на транскрипция и транслация, третият обхваща регулацията на генната експресия и основните молекулярно-биологични методи.
13*. Принципи на NGS анализ на данни | Юрий Барбитов, Институт по биоинформатика
|
В лекцията се описват методите за секвениране от второ поколение (NGS), техните видове и характеристики. Лекторът обяснява подробно как се структурират данните, които се извеждат от секвенсера, как се конвертират за анализ и какви са начините за работа с тях.
14*. Като използвате командния ред, тренирайте | Генадий Захаров, EPAM
Практически преглед на полезни команди на командния ред на Linux, опции и основите на използването им. Примерите се фокусират върху анализа на секвенирани ДНК последователности. В допълнение към стандартните операции на Linux (например cat, grep, sed, awk), се разглеждат помощни програми за работа с последователности (samtools, bedtools).
15*. Визуализация на данни за малки | Никита Алексеев, Университет ITMO
|
Всеки е имал опит да илюстрира резултатите от свои собствени научни проекти или да разбира диаграми, графики и снимки на други хора. Никита разказа как правилно да интерпретира графики и диаграми, като подчертава основното от тях; как да рисувате ясни картини. Лекторът наблегна и на какво трябва да обърнете внимание, когато четете статия или гледате реклама.
16*. Кариери в биоинформатиката | Виктория Коржова, Институт по биохимия Макс Планк
Video: , |
Виктория говори за структурата на академичната наука в чужбина и на какво трябва да обърнете внимание, за да изградите кариера в науката или индустрията като студент, магистър или докторант.
17*. Как се пише автобиография за учен | Виктория Коржова, Институт по биохимия Макс Планк
Какво да оставим в автобиографията и какво да премахнем? Какви факти ще представляват интерес за потенциален ръководител на лаборатория и кои е по-добре да не се споменават? Как трябва да подредите информацията, за да изпъкне автобиографията ви? Лекцията ще даде отговор на тези и други въпроси.
18*. Как работи пазарът на биоинформатика | Андрей Афанасиев, yRisk
|
Как работи пазарът и къде може да работи един биоинформатик? Отговорът на този въпрос е представен подробно, с примери и съвети, в лекцията на Андрей.
Конец
Както може би сте забелязали, лекциите в училището са доста широки като теми – от молекулярно моделиране и използване на графики за сглобяване на генома, до анализ на единични клетки и изграждане на научна кариера. Ние от Института по биоинформатика се стараем да включваме разнообразни теми в училищната програма, за да обхванем възможно най-много дисциплини по биоинформатика и всеки участник да научи нещо ново и полезно.
Следващото училище по биоинформатика ще се проведе от 29 юли до 3 август 2019 г. близо до Москва. . Тази година темата ще бъде биоинформатиката в биологията на развитието и изследването на стареенето.
За тези, които искат да изучават задълбочено биоинформатика, ние все още приемаме заявления за нашия в Санкт Петербург. Или следете нашите новини за откриването на програмата в Москва тази есен.
За тези, които не са в Санкт Петербург или Москва, но наистина искат да станат биоинформатик, ние сме подготвили в алгоритми, програмиране, генетика и биология.
Ние също имаме десетки , през които можете да започнете да преминавате още сега.
През 2018 г. лятното училище по биоинформатика се проведе с подкрепата на нашите постоянни партньори - компаниите JetBrains, BIOCAD и EPAM, за което им благодарим много.
Биоинформатика всички!
PS Ако смятате, че не е достатъчно, и .
Източник: www.habr.com