V létě 2018 se nedaleko Petrohradu konala každoroční letní škola bioinformatiky, kam přijelo 100 pregraduálních a postgraduálních studentů studovat bioinformatiku a dozvědět se o jejím využití v různých oblastech biologie a medicíny.
Škola se soustředila především na výzkum rakoviny, ale pořádaly se přednášky o jiných oblastech bioinformatiky, od evoluce po analýzu dat sekvenování jednotlivých buněk. Během týdne se kluci naučili pracovat se sekvenačními daty nové generace, programovali v Pythonu a R, používali standardní bioinformatické nástroje a frameworky, seznámili se s metodami systémové biologie, populační genetiky a modelování léků při studiu nádorů, soustředili se na práci s sekvenačními daty nové generace. a mnohem víc.
Níže naleznete video z 18 přednášek konaných ve škole se stručným popisem a diapozitivy. Ty označené hvězdičkou „*“ jsou zcela základní a lze je sledovat bez předchozí přípravy.
1*. Onkogenomika a personalizovaná onkologie | Michail Pyatnitsky, Výzkumný ústav biomedicínské chemie
|
Michail krátce hovořil o nádorové genomice a o tom, jak nám porozumění evoluci rakovinných buněk umožňuje řešit praktické problémy v onkologii. Přednášející věnoval zvláštní pozornost vysvětlení rozdílu mezi onkogeny a tumor supresory, metodám hledání „rakovinných genů“ a identifikaci molekulárních subtypů tumorů. Na závěr Michail věnoval pozornost budoucnosti onkogenomiky a problémům, které mohou nastat.
2*. Genetická diagnostika dědičných nádorových syndromů | Andrey Afanasyev, yRisk
|
Andrey hovořil o dědičných nádorových syndromech a diskutoval o jejich biologii, epidemiologii a klinických projevech. Část přednášky je věnována problematice genetického testování – kdo je musí podstoupit, co se pro to dělá, jaké potíže vznikají při zpracování dat a interpretaci výsledků a nakonec jaké výhody přináší pacientům a jejich příbuzným. .
3*. Pan-Cancer Atlas | Německý Demidov, BIST/UPF
|
Navzdory desetiletím výzkumu v oblasti genomiky a epigenomiky rakoviny není odpověď na otázku „jak, kde a proč vznikají nádorové syndromy“ stále neúplná. Jedním z důvodů je potřeba standardizovaného získávání a zpracování velkého množství dat, aby bylo možné detekovat efekty malého rozsahu, které je obtížné detekovat v omezeném souboru dat (velikost, která je typická pro studii v jedné nebo několika laboratořích) , které však v souhrnu hrají významnou roli u tak komplexního a multifaktoriálního onemocnění, jako je rakovina.
V posledních několika letech se mnohé z nejmocnějších světových výzkumných skupin, které si tento problém uvědomují, začaly spojovat ve snaze odhalit a popsat všechny tyto účinky. Herman hovořil o jedné z těchto iniciativ (The PanCancer Atlas) a výsledcích získaných v rámci práce tohoto konsorcia laboratoří a publikovaných ve zvláštním čísle Cell v této přednášce.
4. ChIP-Seq ve studiu epigenetických mechanismů | Oleg Shpynov, JetBrains Research
|
Regulace genové exprese se provádí různými způsoby. Oleg na své přednášce hovořil o epigenetické regulaci prostřednictvím modifikace histonů, studiu těchto procesů pomocí metody ChIP-seq a metodách analýzy získaných výsledků.
5. Multiomika ve výzkumu rakoviny | Konstantin Okonechnikov, Německé centrum pro výzkum rakoviny
|
Rozvoj experimentálních technologií v molekulární biologii umožnil spojit studium široké škály funkčních procesů v buňkách, orgánech nebo dokonce v celém organismu. Pro navázání spojení mezi složkami biologických procesů je nutné využít multiomiku, která kombinuje masivní experimentální data z genomiky, transkriptomiky, epigenomiky a proteomiky. Konstantin uvedl názorné příklady využití multi-omiky v oblasti výzkumu rakoviny se zaměřením na dětskou onkologii.
6. Všestrannost a omezení analýzy jednotlivých buněk | Konstantin Okonečnikov
|
Podrobnější přednáška o jednobuněčné RNA-seq a metodách analýzy těchto dat, stejně jako o způsobech, jak překonat zjevné i skryté problémy při jejich studiu.
7. Analýza dat jednobuněčné RNA-seq | Konstantin Zaitsev, Washington University v St. Louis
|
Úvodní přednáška o jednobuněčném sekvenování. Konstantin pojednává o metodách sekvenování, potížích v laboratorní práci a bioinformatické analýze a způsobech, jak je překonat.
8. Diagnostika svalové dystrofie pomocí sekvenování nanopórů | Pavel Avdějev, Univerzita George Washingtona
|
Sekvenování pomocí technologie Oxford Nanopore má výhody, které lze použít k identifikaci genetických příčin nemocí, jako je svalová dystrofie. Pavel ve své přednášce hovořil o vývoji potrubí pro diagnostiku tohoto onemocnění.
9*. Grafové znázornění genomu | Ilya Minkin, Pennsylvania State University
|
Grafové modely umožňují kompaktní znázornění velkého množství podobných sekvencí a často se používají v genomice. Ilya podrobně hovořil o tom, jak jsou genomové sekvence rekonstruovány pomocí grafů, jak a proč se používá de Bruinův graf, jak moc takový „grafový“ přístup zvyšuje přesnost hledání mutací a jaké nevyřešené problémy s používáním grafů stále zůstávají.
10*. Zábavná proteomika | Pavel Sinitsyn, Ústav biochemie Maxe Plancka (2 díly)
, |,
Proteiny jsou zodpovědné za většinu biochemických procesů v živém organismu a proteomika je zatím jedinou metodou pro globální analýzu stavu tisíců proteinů současně. Rozsah řešených problémů je působivý – od identifikace protilátek a antigenů až po určení lokalizace několika tisíc proteinů. Pavel ve svých přednáškách hovořil o těchto a dalších aplikacích proteomiky, jejím současném vývoji a úskalích analýzy dat.
jedenáct*. Základní principy molekulárních simulací | Pavel Jakovlev, BIOCAD
|
Úvodní teoretická přednáška o molekulární dynamice: proč je potřeba, k čemu slouží a jak se používá ve vztahu k vývoji léků. Pavel věnoval pozornost metodám molekulární dynamiky, vysvětlení molekulárních sil, popisu souvislostí, pojmům „silové pole“ a „integrace“, omezením v modelování a mnoha dalším.
12*. Molekulární biologie a genetika | Jurij Barbitov, Ústav bioinformatiky
, , |
Třídílný úvod do molekulární biologie a genetiky pro studenty a absolventy technických oborů. První přednáška pojednává o konceptech moderní biologie, problematice struktury genomu a výskytu mutací. Druhá se podrobně věnuje problematice fungování genů, procesům transkripce a translace, třetí pak regulaci genové exprese a základním molekulárně biologickým metodám.
13*. Principy analýzy dat NGS | Jurij Barbitov, Ústav bioinformatiky
|
Přednáška popisuje metody sekvenování druhé generace (NGS), jejich typy a vlastnosti. Přednášející podrobně vysvětlí, jak je datový „výstup“ ze sekvenceru strukturován, jak se převádí pro analýzu a jak se s ním dá pracovat.
14*. Pomocí příkazového řádku procvičte | Gennadij Zacharov, EPAM
Praktický přehled užitečných příkazů příkazového řádku Linuxu, možností a základů jejich použití. Příklady se zaměřují na analýzu sekvenovaných sekvencí DNA. Kromě standardních linuxových operací (například cat, grep, sed, awk) jsou zvažovány utility pro práci se sekvencemi (samtools, bedtools).
15*. Vizualizace dat pro nejmenší | Nikita Alekseev, Univerzita ITMO
|
Každý má zkušenost s ilustrováním výsledků svých vlastních vědeckých projektů nebo porozuměním diagramům, grafům a obrázkům jiných lidí. Nikita řekl, jak správně interpretovat grafy a diagramy, zdůrazňující to hlavní z nich; jak kreslit jasné obrázky. Přednášející také zdůraznil, na co si dát pozor při čtení článku nebo sledování reklamy.
16*. Kariéra v bioinformatice | Victoria Korzhova, Max Planck Institute of Biochemistry
Video: , |
Victoria hovořila o struktuře akademické vědy v zahraničí a o tom, čemu je třeba věnovat pozornost, abyste si vybudovali kariéru ve vědě nebo průmyslu jako vysokoškolák, postgraduální nebo postgraduální student.
17*. Jak napsat životopis pro vědce | Victoria Korzhova, Max Planck Institute of Biochemistry
Co v CV ponechat a co odstranit? Jaká fakta budou zajímat potenciálního vedoucího laboratoře a která je lepší nezmiňovat? Jak byste měli uspořádat informace, aby váš životopis vynikl? Na tyto a další otázky odpoví přednáška.
18*. Jak funguje bioinformatický trh | Andrey Afanasyev, yRisk
|
Jak funguje trh a kde může bioinformatik pracovat? Odpověď na tuto otázku je podrobně uvedena s příklady a radami v Andreyho přednášce.
Konec
Jak jste si mohli všimnout, přednášky na škole jsou tématicky poměrně široké – od molekulárního modelování a využití grafů pro sestavení genomu až po analýzu jednotlivých buněk a budování vědecké kariéry. My v Ústavu bioinformatiky se snažíme do školního programu zařazovat nejrůznější témata, abychom pokryli co nejvíce bioinformatických oborů a aby se každý účastník naučil něco nového a užitečného.
Příští škola bioinformatiky se bude konat od 29. července do 3. srpna 2019 nedaleko Moskvy. . Letošním tématem bude bioinformatika ve vývojové biologii a výzkumu stárnutí.
Pro ty, kteří chtějí studovat bioinformatiku do hloubky, stále přijímáme přihlášky na naše v Petrohradě. Nebo sledujte naše zprávy o zahájení programu v Moskvě letos na podzim.
Pro ty, kteří nejsou v Petrohradu nebo Moskvě, ale chtějí se opravdu stát bioinformatikem, jsme připravili v algoritmech, programování, genetice a biologii.
Máme jich také desítky , kterou můžete začít procházet právě teď.
2018 se letní škola v bioinformatice konala za podpory našich stálých partnerů - společností JetBrains, BIOCAD a EPAM, za což jim velmi děkujeme.
Bioinformatika všem!
PS Pokud se vám to nezdálo dost, и .
Zdroj: www.habr.com