V létě 2018 se poblíž Petrohradu konala každoroční letní škola zaměřená na bioinformatiku, na kterou přijelo 100 studentů a doktorandů, aby se seznámili s bioinformatikou a jejími aplikacemi v různých oblastech biologie a medicíny.
Hlavní zaměření této školy bylo na výzkum rakoviny, ale proběhly také přednášky v dalších oblastech bioinformatiky, od evoluce po analýzu dat jednovrstvého sekvenování. Během týdne se účastníci učili pracovat s daty z nové generace sekvenování, programovali v Pythonu a R, používali standardní bioinformatické nástroje a rámce, seznamovali se s metodami systémové biologie, populační genetiky a modelováním léků při studiu nádorů a mnoho dalšího.
Níže naleznete videa 18 přednášek, které byly na škole přednášeny, včetně stručného popisu a slidů. Přednášky označené hvězdičkou „*“ jsou dostatečně základní a dají se sledovat bez předchozí přípravy.
1*. Onkogenomika a personalizovaná onkologie | Michail Pjatnickij, NII biomedicínské chemie
|
Michail stručně hovořil o genomice nádorů a o tom, jak pochopení evoluce rakovinných buněk umožňuje řešení praktických úkolů onkologie. Zvláštní pozornost lektor věnoval vysvětlení rozdílu mezi onkogeny a onkosupresory, metodám vyhledávání „rakovinných genů“ a izolaci molekulárních podtypů nádorů. Na závěr se Michail zaměřil na budoucnost onkogenomiky a problémy, které by mohly vzniknout.
2*. Genetická diagnostika dědičných nádorových syndromů | Andrej Afanasjev, yRisk
|
Andrej hovořil o dědičných nádorových syndromech a probrál jejich biologii, epidemiologii a klinické projevy. Část přednášky je věnována otázce genetického testování — kdo by měl podstoupit, co se pro to dělá, jaké obtíže se objevují při zpracování dat a interpretaci výsledků a nakonec, jaký přínos to přináší pacientům a jejich příbuzným.
3*. The Pan-Cancer Atlas | Herman Demidov, BIST/UPF
|
I přes desetiletí výzkumů v oblasti genetiky a epigenetiky rakoviny zůstává otázka „jak, kde a proč vznikají nádorové syndromy“ stále neúplná. Jedním z důvodů je potřeba standardizované shromažďování a zpracování obrovského množství dat pro odhalení efektů malé velikosti, které jsou obtížně zjistitelné v omezené datové sadě (což je typický objem pro výzkum v rámci jedné nebo několika laboratoří), ale které mají v souhrnu obrovský význam v tak složitém a multifaktoriálním onemocnění, jako je rakovina.
V posledních několika letech mnoho nejvýznamnějších výzkumných skupin světa, uvědomujících si tento problém, začalo spojovat své síly v pokusech o odhalení a popis všech těchto efektů. O jedné takové iniciativě (The PanCancer Atlas) a výsledcích získaných v rámci práce tohoto konsorcia laboratoří, které byly publikovány ve zvláštním čísle časopisu Cell, hovořil Hermann v této přednášce.
4. ChIP-Seq ve studiu epigenetických mechanismů | Oleg Špynov, JetBrains Research
|
Regulace exprese genů se provádí různými způsoby. Ve své přednášce Oleg hovořil o epigenetické regulaci prostřednictvím modifikace histonů, o zkoumání těchto procesů metodou ChIP-seq a o způsobech analýzy získaných výsledků.
5. Multiomika ve výzkumu rakoviny | Konstantin Okonechnikov, Německé výzkumné centrum pro rakovinu
|
Rozvoj experimentálních technologií v molekulární biologii umožnil spojit studium širokého spektra funkčních procesů v buňkách, orgánech nebo dokonce v celém organismu. Pro navázání spojení mezi komponenty biologických procesů je nutné použít multiomiku, která spojuje masivní experimentální data genetiky, transkriptomiky, epigenomiky a proteomiky. Konstantin uvedl názorné příklady aplikace multiomiky v oblasti výzkumu rakovinných onemocnění se zaměřením na pediatrickou onkologii.
6. Rozmanitost a omezení analýzy jednotlivých buněk | Konstantin Okonechnikov
|
Podrobnější přednáška o sekvenování RNA jednotlivých buněk a metodách analýzy těchto dat, stejně jako o způsobech, jak překonat zřejmé a skryté problémy při jejich studiu.
7. Analýza dat single-cell RNA-seq | Konstantin Zaitsev, Washington University in St.Louis
|
Úvodní přednáška o sekvenování jednotlivých buněk. Konstantin diskutuje metody sekvenování, obtíže během laboratorní práce a bioinformatické analýzy a způsoby, jak je překonat.
8. Diagnostika svalové dystrofie pomocí nanopore sekvenování | Pavel Avdejev, George Washington University
|
Sekvenování s využitím technologie Oxford Nanopore má výhody, které mohou být použity k odhalení genetických příčin onemocnění, jako je svalová dystrofie. Ve své přednášce Pavel hovořil o vývoji pipeline pro diagnostiku tohoto onemocnění.
9*. Grafové zobrazení genomu | Ilya Minkin, Penn State University
|
Grafové modely umožňují kompaktně zobrazit velké množství podobných sekvencí a často se používají v genomice. Ilya podrobně objasnil, jakým způsobem se pomocí grafů rekonstruují genomové sekvence, jak a proč se používá de Bruijnův graf, jak tato "grafová" metoda zvyšuje přesnost vyhledávání mutací a jaké nevyřešené problémy s použitím grafů stále přetrvávají.
10*. Zážitková proteomika | Pavel Sinitsyn, Max Planck Institute of Biochemistry (2 části)
, |,
Proteiny jsou odpovědné za většinu biochemických procesů v živém organismu, a zatímco proteomika je jedinou metodou globální analýzy stavu tisíců proteinů najednou. Šíře řešených problémů je impozantní — od identifikace protilátek a antigenů po určení lokalizace několika tisíc proteinů. Ve svých přednáškách Pavel hovořil o těchto a dalších aplikacích proteomiky, jejím současném rozvoji a úskalích při analýze dat.
11*. Základní principy molekulárních simulací | Pavel Jakovlev, BIOCAD
|
Úvodní teoretická přednáška o molekulární dynamice: k čemu je potřeba, co dělá a jak se používá ve vývoji léčiv. Pavel se zaměřil na metody molekulární dynamiky, vysvětlení molekulárních sil, popis vazeb, pojmy "silové pole" a "integrace", omezení v modelování a mnoho dalšího.
12*. Molekulární biologie a genetika | Jurij Barbitov, Institut bioinformatiky
, , |
Úvod do molekulární biologie a genetiky ve třech částech pro studenty a absolventy technických oborů. V první přednášce se diskutují pojmy současné biologie, otázky struktury genomu a vznik mutací. Druhá se podrobně zabývá otázkami fungování genů, procesy transkripce a translace, třetí - regulací exprese genů a základními molekulárně biologickými metodami.
13*. Principy analýzy dat NGS | Jurij Barbitov, Institut bioinformatiky
|
Přednáška se zaměřuje na metody sekvenování nové generace (NGS), jejich typy a charakteristiky. Lektor podrobně vysvětluje, jak jsou strukturována data „na výstupu“ z sekvenátoru, jak se transformují pro analýzu a jaké existují způsoby práce s nimi.
14*. Použití příkazového řádku, praxe | Gennadij Zaharov, EPAM
Praktický přehled užitečných příkazů v příkazovém řádku Linuxu, voleb a základů jejich použití. Příklady jsou zaměřeny na analýzu sekvenovaných sekvencí DNA. Kromě standardních operací Linuxu (např. cat, grep, sed, awk) se zkoumají utilitky pro práci se sekvencemi (samtools, bedtools).
15*. Vizualizace dat pro nejmenší | Nikita Alexejev, Univerzita ITMO
|
Každému se stalo ilustrovat výsledky svých vědeckých projektů nebo rozumět cizím diagramům, grafikám a obrázkům. Nikita vyprávěl, jak správně interpretovat grafy a diagramy, zdůrazňujíc to podstatné; jak kreslit srozumitelné obrázky. Lektor také upozornil, na co se zaměřit při čtení článku nebo sledování reklamního videa.
16*. Kariéra v bioinformatice | Viktorie Koržová, Max Planck Institute of Biochemistry
Video: , |
Viktorie hovořila o struktuře akademické vědy v zahraničí a o tom, na co je třeba se zaměřit, aby se student bakalářského, magisterského nebo doktorandského studia mohl vybudovat kariéru ve vědě nebo v průmyslu.
17*. Jak vědec sestavit CV | Viktorie Koržová, Max Planck Institute of Biochemistry
Co nechat v CV a co odstranit? Která fakta budou zajímavá pro potenciální zaměstnavatele a která raději nezmiňovat? Jak uspořádat informace, aby vaše životopis upoutalo pozornost? Přednáška poskytne odpovědi na tyto a další otázky.
18*. Jak je uspořádán trh bioinformatiky | Andrej Afanasjev, yRisk
|
Jak je uspořádán trh a kde pracovat jako bioinformatik? Odpověď na tuto otázku je podrobně vysvětlena v přednášce Andreje.
Konec
Jak jste možná zaznamenali, přednášky na škole jsou dost široké co do témat — od molekulárního modelování a používání grafů pro sestavování genomu, po analýzu jednotlivých buněk a budování vědecké kariéry. V Institutu bioinformatiky se snažíme zahrnout do programu školy různorodá témata, abychom pokryli co nejvíce bioinformatických disciplín, a aby každý účastník zjistil něco nového a užitečného.
Další škola bioinformatiky se uskuteční od 29. července do 3. srpna 2019 nedaleko Moskvy. . Tématem tohoto roku bude bioinformatika ve výzkumu vývoje (developmental biology) a stárnutí (aging).
Pro ty, kteří se chtějí do hloubky zabývat bioinformatikou, pokračuje příjem přihlášek na náš. v Petrohradu. Nebo sledujte naše novinky o zahájení programu v Moskvě už toto podzim.
Pro ty, kteří nejsou v Petrohradu nebo Moskvě, ale velmi chtějí být bioinformatici — připravili jsme. o algoritmech, programování, genetice a biologii.
Také máme desítky které můžete začít absolvovat hned teď.
V roce 2018 se letní škola bioinformatiky konala za podpory našich stálých partnerů – společností JetBrains, BIOCAD a EPAM, za což jim moc děkujeme.
Všem bioinformaticům!
P.S. Pokud se vám zdálo málo, a .
Zdroj: habr.com
