I sommeren 2018 blev der afholdt en årlig sommerskole i bioinformatik nær St. Petersborg, hvor 100 bachelor- og kandidatstuderende kom for at studere bioinformatik og lære om dens anvendelse inden for forskellige områder af biologi og medicin.
Skolens hovedfokus var på kræftforskning, men der var foredrag om andre områder inden for bioinformatik, lige fra evolution til analyse af enkeltcelle-sekventeringsdata. I løbet af ugen lærte gutterne at arbejde med næste generations sekvenseringsdata, programmeret i Python og R, brugte standard bioinformatiske værktøjer og rammer, blev fortrolige med metoderne for systembiologi, populationsgenetik og lægemiddelmodellering, når de studerede tumorer, og meget mere.
Nedenfor finder du en video af 18 foredrag holdt på skolen, med en kort beskrivelse og slides. Dem, der er markeret med en stjerne "*" er ganske grundlæggende og kan ses uden forudgående forberedelse.
1*. Onkogenomi og personlig onkologi | Mikhail Pyatnitsky, Forskningsinstituttet for Biomedicinsk Kemi
|
Mikhail talte kort om tumorgenomik og hvordan forståelsen af kræftcellernes udvikling giver os mulighed for at løse praktiske problemer inden for onkologi. Foredragsholderen lagde særlig vægt på at forklare forskellen mellem onkogener og tumorsuppressorer, metoder til at søge efter "kræftgener" og identificere molekylære undertyper af tumorer. Afslutningsvis var Mikhail opmærksom på fremtiden for oncogenomics og de problemer, der kan opstå.
2*. Genetisk diagnose af arvelige tumorsyndromer | Andrey Afanasyev, yRisk
|
Andrey talte om arvelige tumorsyndromer og diskuterede deres biologi, epidemiologi og kliniske manifestationer. En del af foredraget er helliget spørgsmålet om genetisk testning - hvem skal gennemgå det, hvad der gøres for dette, hvilke vanskeligheder der opstår med at behandle data og fortolke resultaterne, og endelig hvilke fordele det giver for patienter og deres pårørende .
3*. Pan-Cancer Atlas | Tyske Demidov, BIST/UPF
|
På trods af årtiers forskning inden for cancergenomik og epigenomik er svaret på spørgsmålet "hvordan, hvor og hvorfor tumorsyndromer opstår" stadig ufuldstændigt. En årsag til dette er behovet for standardiseret indsamling og behandling af enorme mængder data for at opdage effekter af lille størrelse, som er svære at opdage i et begrænset datasæt (den størrelse, der er typisk for en undersøgelse inden for et eller flere laboratorier) , men som samlet set spiller en væsentlig rolle en kæmpe rolle i en så kompleks og multifaktoriel sygdom som kræft.
I de sidste par år er mange af verdens mest magtfulde forskningsgrupper, der er opmærksomme på dette problem, begyndt at gå sammen i forsøg på at opdage og beskrive alle disse effekter. Herman talte om et af disse initiativer (The PanCancer Atlas) og resultaterne opnået som en del af arbejdet i dette konsortium af laboratorier og offentliggjort i et særligt nummer af Cell i denne forelæsning.
4. ChIP-Seq i studiet af epigenetiske mekanismer | Oleg Shpynov, JetBrains Research
|
Regulering af genekspression udføres på forskellige måder. Ved sit foredrag talte Oleg om epigenetisk regulering gennem histonmodifikation, studiet af disse processer ved hjælp af ChIP-seq-metoden og metoder til at analysere de opnåede resultater.
5. Multiomics i kræftforskning | Konstantin Okonechnikov, Tysk Cancer Research Center
|
Udviklingen af eksperimentelle teknologier inden for molekylærbiologi har gjort det muligt at kombinere studiet af en lang række funktionelle processer i celler, organer eller endda hele organismen. For at etablere forbindelser mellem komponenter i biologiske processer er det nødvendigt at bruge multiomics, som kombinerer massive eksperimentelle data fra genomik, transkriptomik, epigenomik og proteomik. Konstantin gav klare eksempler på brugen af multi-omics inden for kræftforskning med fokus på pædiatrisk onkologi.
6. Alsidighed og begrænsninger ved enkeltcelleanalyse | Konstantin Okonechnikov
|
En mere detaljeret forelæsning om enkeltcellet RNA-seq og metoder til at analysere disse data, samt måder at overvinde åbenlyse og skjulte problemer, når man studerer dem.
7. Analyse af enkeltcellede RNA-seq-data | Konstantin Zaitsev, Washington University i St. Louis
|
Introduktionsforelæsning om enkeltcellesekventering. Konstantin diskuterer sekventeringsmetoder, vanskeligheder i laboratoriearbejde og bioinformatikanalyse og måder at overvinde dem på.
8. Diagnose af muskeldystrofi ved hjælp af nanopore-sekventering | Pavel Avdeev, George Washington University
|
Sekventering ved hjælp af Oxford Nanopore-teknologi har fordele, der kan bruges til at identificere de genetiske årsager til sygdomme som muskeldystrofi. I sit foredrag talte Pavel om udviklingen af en pipeline til diagnosticering af denne sygdom.
9*. Grafisk repræsentation af genomet | Ilya Minkin, Pennsylvania State University
|
Grafmodeller tillader kompakt repræsentation af et stort antal lignende sekvenser og bruges ofte i genomik. Ilya talte detaljeret om, hvordan genomiske sekvenser rekonstrueres ved hjælp af grafer, hvordan og hvorfor de Bruin-grafen bruges, hvor meget en sådan "graf"-tilgang øger nøjagtigheden af mutationssøgninger, og hvilke uløste problemer med brugen af grafer, der stadig er tilbage.
10*. Underholdende proteomics | Pavel Sinitsyn, Max Planck Institute of Biochemistry (2 dele)
, |,
Proteiner er ansvarlige for de fleste biokemiske processer i en levende organisme, og indtil videre er proteomik den eneste metode til global analyse af tilstanden for tusindvis af proteiner samtidigt. Rækken af løste problemer er imponerende - fra at identificere antistoffer og antigener til at bestemme lokaliseringen af flere tusinde proteiner. I sine forelæsninger talte Pavel om disse og andre anvendelser af proteomics, dens nuværende udvikling og faldgruber i dataanalyse.
elleve*. Grundlæggende principper for molekylære simuleringer | Pavel Yakovlev, BIOCAD
|
Indledende teoretisk forelæsning om molekylær dynamik: hvorfor det er nødvendigt, hvad det gør, og hvordan det bruges i forhold til lægemiddeludvikling. Pavel var opmærksom på metoderne til molekylær dynamik, forklaringen af molekylære kræfter, beskrivelsen af forbindelser, begreberne "kraftfelt" og "integration", begrænsninger i modellering og meget mere.
12*. Molekylærbiologi og genetik | Yuri Barbitov, Institut for Bioinformatik
, , |
En tredelt introduktion til molekylærbiologi og genetik for ingeniørstuderende og kandidater. Den første forelæsning diskuterer begreberne moderne biologi, spørgsmål om genomstruktur og forekomsten af mutationer. Den anden dækker i detaljer spørgsmålene om genfunktion, processerne for transkription og translation, den tredje dækker reguleringen af genekspression og grundlæggende molekylærbiologiske metoder.
13*. Principper for NGS-dataanalyse | Yuri Barbitov, Institut for Bioinformatik
|
Foredraget beskriver anden generations sekventeringsmetoder (NGS), deres typer og karakteristika. Underviseren forklarer i detaljer, hvordan data "output" fra sequenceren er opbygget, hvordan det konverteres til analyse, og hvordan man kan arbejde med det.
14*. Brug kommandolinjen, øv | Gennady Zakharov, EPAM
En praktisk oversigt over nyttige Linux-kommandolinjekommandoer, muligheder og det grundlæggende i at bruge dem. Eksemplerne fokuserer på analyse af sekventerede DNA-sekvenser. Ud over standard Linux-operationer (for eksempel cat, grep, sed, awk) overvejes værktøjer til at arbejde med sekvenser (samtools, bedtools).
15*. Datavisualisering for små | Nikita Alekseev, ITMO Universitet
|
Alle har haft erfaring med at illustrere resultaterne af deres egne videnskabelige projekter eller forstå andres diagrammer, grafer og billeder. Nikita fortalte, hvordan man korrekt fortolker grafer og diagrammer, og fremhævede det vigtigste fra dem; hvordan man tegner klare billeder. Underviseren lagde også vægt på, hvad man skal kigge efter, når man læser en artikel eller ser en reklame.
16*. Karriere i bioinformatik | Victoria Korzhova, Max Planck Institute of Biochemistry
Video: , |
Victoria talte om strukturen af akademisk videnskab i udlandet, og hvad du skal være opmærksom på for at opbygge en karriere inden for videnskab eller industri som bachelor-, kandidat- eller kandidatstuderende.
17*. Sådan skriver du et CV til en videnskabsmand | Victoria Korzhova, Max Planck Institute of Biochemistry
Hvad skal du efterlade i CV'et, og hvad skal du fjerne? Hvilke fakta vil være af interesse for en potentiel laboratorieleder, og hvilke er bedre ikke at nævne? Hvordan skal du arrangere information for at få dit CV til at skille sig ud? Foredraget vil give svar på disse og andre spørgsmål.
18*. Sådan fungerer bioinformatikmarkedet | Andrey Afanasyev, yRisk
|
Hvordan fungerer markedet, og hvor kan en bioinformatiker arbejde? Svaret på dette spørgsmål præsenteres i detaljer med eksempler og råd i Andreys foredrag.
ende
Som du måske har bemærket, er forelæsninger på skolen ret brede i emner - fra molekylær modellering og brug af grafer til genomsamling, til analyse af enkeltceller og opbygning af en videnskabelig karriere. Vi på Institut for Bioinformatik forsøger at inddrage en række forskellige emner i skoleuddannelsen for at dække så mange bioinformatiske discipliner som muligt, og så hver enkelt deltager lærer noget nyt og brugbart.
Den næste skole i bioinformatik afholdes fra 29. juli til 3. august 2019 nær Moskva. . Dette års emne vil være bioinformatik i udviklingsbiologi og aldringsforskning.
For dem, der ønsker at studere bioinformatik i dybden, modtager vi stadig ansøgninger til vores i St. Petersborg. Eller følg vores nyheder om åbningen af programmet i Moskva til efteråret.
For dem, der ikke er i St. Petersborg eller Moskva, men virkelig ønsker at blive bioinformatiker, har vi forberedt i algoritmer, programmering, genetik og biologi.
Vi har også dusinvis , som du kan begynde at gennemgå lige nu.
I 2018 blev sommerskolen i bioinformatik afholdt med støtte fra vores faste samarbejdspartnere - virksomhederne JetBrains, BIOCAD og EPAM, hvilket vi siger mange tak for.
Bioinformatik alle sammen!
PS Hvis du ikke syntes det var nok, и .
Kilde: www.habr.com