Το καλοκαίρι του 2018 πραγματοποιήθηκε ένα ετήσιο θερινό σχολείο βιοπληροφορικής κοντά στην Αγία Πετρούπολη, όπου 100 προπτυχιακοί και μεταπτυχιακοί φοιτητές ήρθαν για να σπουδάσουν βιοπληροφορική και να μάθουν για τη χρήση της σε διάφορους τομείς της βιολογίας και της ιατρικής.
Η κύρια εστίαση του σχολείου ήταν στην έρευνα για τον καρκίνο, αλλά υπήρχαν διαλέξεις σε άλλους τομείς της βιοπληροφορικής, που κυμαίνονταν από την εξέλιξη έως την ανάλυση δεδομένων αλληλουχίας μονοκυττάρου. Κατά τη διάρκεια της εβδομάδας, τα παιδιά έμαθαν να εργάζονται με δεδομένα αλληλουχίας επόμενης γενιάς, προγραμματισμένα σε Python και R, χρησιμοποίησαν τυπικά εργαλεία και πλαίσια βιοπληροφορικής, εξοικειώθηκαν με τις μεθόδους βιολογίας συστημάτων, γενετικής πληθυσμού και μοντελοποίησης φαρμάκων κατά τη μελέτη όγκων. και πολλα ΑΚΟΜΑ.
Παρακάτω θα βρείτε ένα βίντεο με 18 διαλέξεις που δόθηκαν στο σχολείο, με σύντομη περιγραφή και διαφάνειες. Αυτά που σημειώνονται με αστερίσκο "*" είναι αρκετά βασικά και μπορούν να τα παρακολουθήσετε χωρίς προηγούμενη προετοιμασία.
1*. Ογκογονιδιωματική και εξατομικευμένη ογκολογία | Mikhail Pyatnitsky, Ερευνητικό Ινστιτούτο Βιοϊατρικής Χημείας
|
Ο Μιχαήλ μίλησε εν συντομία για τη γονιδιωματική των όγκων και πώς η κατανόηση της εξέλιξης των καρκινικών κυττάρων μας επιτρέπει να λύσουμε πρακτικά προβλήματα στην ογκολογία. Ο ομιλητής έδωσε ιδιαίτερη προσοχή στην εξήγηση της διαφοράς μεταξύ ογκογονιδίων και ογκοκατασταλτών, μεθόδων αναζήτησης «καρκινικών γονιδίων» και αναγνώρισης μοριακών υποτύπων όγκων. Εν κατακλείδι, ο Μιχαήλ έδωσε προσοχή στο μέλλον της ογκογονιδιωματικής και στα προβλήματα που μπορεί να προκύψουν.
2*. Γενετική διάγνωση συνδρόμων κληρονομικού όγκου | Andrey Afanasyev, yRisk
|
Ο Andrey μίλησε για τα σύνδρομα κληρονομικών όγκων και εξέτασε τη βιολογία, την επιδημιολογία και τις κλινικές εκδηλώσεις τους. Μέρος της διάλεξης είναι αφιερωμένο στο θέμα του γενετικού ελέγχου - ποιος πρέπει να υποβληθεί σε αυτό, τι γίνεται για αυτό, ποιες δυσκολίες προκύπτουν στην επεξεργασία δεδομένων και στην ερμηνεία των αποτελεσμάτων και, τέλος, τι οφέλη προσφέρει στους ασθενείς και τους συγγενείς τους .
3*. Ο Πανκαρκινικός Άτλας | German Demidov, BIST/UPF
|
Παρά τις δεκαετίες έρευνας στον τομέα της γονιδιωματικής και της επιγονιδιωματικής του καρκίνου, η απάντηση στο ερώτημα «πώς, πού και γιατί προκύπτουν τα σύνδρομα όγκου» εξακολουθεί να είναι ελλιπής. Ένας λόγος για αυτό είναι η ανάγκη για τυποποιημένη απόκτηση και επεξεργασία τεράστιων ποσοτήτων δεδομένων για την ανίχνευση επιδράσεων μικρού μεγέθους που είναι δύσκολο να εντοπιστούν σε ένα περιορισμένο σύνολο δεδομένων (το μέγεθος που είναι χαρακτηριστικό για μια μελέτη σε ένα ή περισσότερα εργαστήρια) , αλλά που συνολικά παίζουν σημαντικό ρόλο σε μια τόσο περίπλοκη και πολυπαραγοντική ασθένεια όπως ο καρκίνος.
Τα τελευταία χρόνια, πολλές από τις πιο ισχυρές ερευνητικές ομάδες του κόσμου, που γνωρίζουν αυτό το πρόβλημα, έχουν αρχίσει να ενώνουν τις δυνάμεις τους σε προσπάθειες ανίχνευσης και περιγραφής όλων αυτών των επιπτώσεων. Ο Herman μίλησε για μία από αυτές τις πρωτοβουλίες (The PanCancer Atlas) και τα αποτελέσματα που προέκυψαν ως μέρος της εργασίας αυτής της κοινοπραξίας εργαστηρίων και δημοσιεύθηκαν σε ειδικό τεύχος του Cell σε αυτή τη διάλεξη.
4. Το ChIP-Seq στη μελέτη των επιγενετικών μηχανισμών | Oleg Shpynov, JetBrains Research
|
Η ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης πραγματοποιείται με διαφορετικούς τρόπους. Στη διάλεξή του, ο Oleg μίλησε για την επιγενετική ρύθμιση μέσω της τροποποίησης ιστόνης, τη μελέτη αυτών των διεργασιών χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ChIP-seq και μεθόδους για την ανάλυση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν.
5. Multiomics in Cancer Research | Konstantin Okonechnikov, Γερμανικό Κέντρο Έρευνας για τον Καρκίνο
|
Η ανάπτυξη πειραματικών τεχνολογιών στη μοριακή βιολογία κατέστησε δυνατό τον συνδυασμό της μελέτης ενός ευρέος φάσματος λειτουργικών διεργασιών σε κύτταρα, όργανα ή ακόμα και σε ολόκληρο τον οργανισμό. Για να δημιουργηθούν συνδέσεις μεταξύ των συστατικών των βιολογικών διεργασιών, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί η πολλαπλή ωμική, η οποία συνδυάζει τεράστια πειραματικά δεδομένα από τη γονιδιωματική, τη μεταγραφική, την επιγονιδιωματική και την πρωτεϊνομική. Ο Κωνσταντίνος έδωσε ξεκάθαρα παραδείγματα χρήσης πολυ-ομικών στον τομέα της έρευνας για τον καρκίνο με έμφαση στην παιδιατρική ογκολογία.
6. Ευελιξία και περιορισμοί της ανάλυσης ενός κυττάρου | Konstantin Okonechnikov
|
Μια πιο λεπτομερής διάλεξη για το μονοκύτταρο RNA-seq και τις μεθόδους για την ανάλυση αυτών των δεδομένων, καθώς και τρόπους για να ξεπεραστούν προφανή και κρυφά προβλήματα κατά τη μελέτη τους.
7. Ανάλυση δεδομένων RNA-seq μονοκυττάρου | Konstantin Zaitsev, Πανεπιστήμιο Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις
|
Εισαγωγική διάλεξη για την αλληλουχία ενός κυττάρου. Ο Konstantin συζητά τις μεθόδους αλληλούχισης, τις δυσκολίες στην εργαστηριακή εργασία και την ανάλυση βιοπληροφορικής, και τρόπους για να τις ξεπεράσουμε.
8. Διάγνωση μυϊκής δυστροφίας με χρήση αλληλουχίας νανοπόρου | Pavel Avdeev, Πανεπιστήμιο George Washington
|
Η αλληλούχιση με χρήση της τεχνολογίας Oxford Nanopore έχει πλεονεκτήματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό των γενετικών αιτιών ασθενειών όπως η μυϊκή δυστροφία. Στη διάλεξή του, ο Pavel μίλησε για την ανάπτυξη ενός αγωγού για τη διάγνωση αυτής της ασθένειας.
9*. Γραφική αναπαράσταση του γονιδιώματος | Ilya Minkin, Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια
|
Τα μοντέλα γραφημάτων επιτρέπουν τη συμπαγή αναπαράσταση μεγάλου αριθμού παρόμοιων αλληλουχιών και χρησιμοποιούνται συχνά στη γονιδιωματική. Ο Ilya μίλησε λεπτομερώς για το πώς ανακατασκευάζονται οι γονιδιωματικές αλληλουχίες χρησιμοποιώντας γραφήματα, πώς και γιατί χρησιμοποιείται το γράφημα de Bruin, πόσο μια τέτοια προσέγγιση "γραφήματος" αυξάνει την ακρίβεια των αναζητήσεων μετάλλαξης και ποια άλυτα προβλήματα με τη χρήση γραφημάτων παραμένουν ακόμη.
10*. Διασκεδαστική πρωτεομική | Pavel Sinitsyn, Max Planck Institute of Biochemistry (2 μέρη)
, |,
Οι πρωτεΐνες είναι υπεύθυνες για τις περισσότερες βιοχημικές διεργασίες σε έναν ζωντανό οργανισμό και μέχρι στιγμής η πρωτεομική είναι η μόνη μέθοδος για την παγκόσμια ανάλυση της κατάστασης χιλιάδων πρωτεϊνών ταυτόχρονα. Το εύρος των προβλημάτων που λύθηκαν είναι εντυπωσιακό - από τον εντοπισμό αντισωμάτων και αντιγόνων μέχρι τον προσδιορισμό του εντοπισμού αρκετών χιλιάδων πρωτεϊνών. Στις διαλέξεις του, ο Pavel μίλησε για αυτές και άλλες εφαρμογές της πρωτεομικής, την τρέχουσα ανάπτυξή της και τις παγίδες στην ανάλυση δεδομένων.
έντεκα*. Βασικές αρχές μοριακών προσομοιώσεων | Pavel Yakovlev, BIOCAD
|
Εισαγωγική θεωρητική διάλεξη για τη μοριακή δυναμική: γιατί χρειάζεται, τι κάνει και πώς χρησιμοποιείται σε σχέση με την ανάπτυξη φαρμάκων. Ο Pavel έδωσε προσοχή στις μεθόδους της μοριακής δυναμικής, στην εξήγηση των μοριακών δυνάμεων, στην περιγραφή των συνδέσεων, στις έννοιες του «πεδίου δύναμης» και της «ολοκλήρωσης», στους περιορισμούς στη μοντελοποίηση και πολλά άλλα.
12*. Μοριακή Βιολογία και Γενετική | Yuri Barbitov, Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής
, , |
Μια τριμερής εισαγωγή στη μοριακή βιολογία και τη γενετική για φοιτητές και πτυχιούχους μηχανικών. Η πρώτη διάλεξη συζητά τις έννοιες της σύγχρονης βιολογίας, θέματα δομής γονιδιώματος και εμφάνιση μεταλλάξεων. Το δεύτερο καλύπτει λεπτομερώς τα θέματα της γονιδιακής λειτουργίας, τις διαδικασίες μεταγραφής και μετάφρασης, το τρίτο καλύπτει τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης και τις βασικές μοριακές βιολογικές μεθόδους.
13*. Αρχές Ανάλυσης Δεδομένων NGS | Yuri Barbitov, Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής
|
Η διάλεξη περιγράφει τις μεθόδους αλληλούχισης δεύτερης γενιάς (NGS), τα είδη και τα χαρακτηριστικά τους. Ο εισηγητής εξηγεί λεπτομερώς πώς είναι δομημένη η «εξαγωγή» δεδομένων από το sequencer, πώς μετατρέπονται για ανάλυση και ποιοι είναι οι τρόποι εργασίας με αυτά.
14*. Χρησιμοποιώντας τη γραμμή εντολών, εξασκηθείτε | Gennady Zakharov, ΕΠΑΜ
Μια πρακτική επισκόπηση χρήσιμων εντολών γραμμής εντολών Linux, επιλογών και βασικών στοιχείων χρήσης τους. Τα παραδείγματα επικεντρώνονται στην ανάλυση αλληλουχιών DNA με αλληλουχία. Εκτός από τις τυπικές λειτουργίες Linux (για παράδειγμα, cat, grep, sed, awk), λαμβάνονται υπόψη βοηθητικά προγράμματα για εργασία με ακολουθίες (samtools, bedtools).
15*. Οπτικοποίηση δεδομένων για μικρά παιδιά | Nikita Alekseev, Πανεπιστήμιο ITMO
|
Ο καθένας είχε την εμπειρία να απεικονίσει τα αποτελέσματα των δικών του επιστημονικών έργων ή να κατανοήσει τα διαγράμματα, τα γραφήματα και τις εικόνες άλλων ανθρώπων. Ο Nikita είπε πώς να ερμηνεύει σωστά τα γραφήματα και τα διαγράμματα, επισημαίνοντας το κύριο πράγμα από αυτά. πώς να σχεδιάσετε καθαρές εικόνες. Ο ομιλητής τόνισε επίσης τι πρέπει να προσέχετε όταν διαβάζετε ένα άρθρο ή παρακολουθείτε μια διαφήμιση.
16*. Καριέρα στη Βιοπληροφορική | Victoria Korzhova, Ινστιτούτο Βιοχημείας Max Planck
Βίντεο: , |
Η Victoria μίλησε για τη δομή της ακαδημαϊκής επιστήμης στο εξωτερικό και τι πρέπει να προσέξεις για να χτίσεις μια καριέρα στην επιστήμη ή τη βιομηχανία ως προπτυχιακός, μεταπτυχιακός ή μεταπτυχιακός φοιτητής.
17*. Πώς να γράψετε ένα βιογραφικό για έναν επιστήμονα | Victoria Korzhova, Ινστιτούτο Βιοχημείας Max Planck
Τι να αφήσετε στο βιογραφικό και τι να αφαιρέσετε; Ποια στοιχεία θα ενδιαφέρουν έναν πιθανό διευθυντή εργαστηρίου και ποια είναι καλύτερα να μην αναφέρουμε; Πώς πρέπει να οργανώσετε πληροφορίες για να κάνετε το βιογραφικό σας να ξεχωρίζει; Η διάλεξη θα δώσει απαντήσεις σε αυτά και σε άλλα ερωτήματα.
18*. Πώς λειτουργεί η αγορά βιοπληροφορικής | Andrey Afanasyev, yRisk
|
Πώς λειτουργεί η αγορά και πού μπορεί να εργαστεί ένας βιοπληροφορικός; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα παρουσιάζεται λεπτομερώς, με παραδείγματα και συμβουλές, στη διάλεξη του Andrey.
Τέλος
Όπως ίσως έχετε παρατηρήσει, οι διαλέξεις στο σχολείο είναι αρκετά εκτενείς σε θέματα - από τη μοριακή μοντελοποίηση και τη χρήση γραφημάτων για τη συναρμολόγηση του γονιδιώματος, μέχρι την ανάλυση μεμονωμένων κυττάρων και την οικοδόμηση μιας επιστημονικής καριέρας. Εμείς στο Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής προσπαθούμε να συμπεριλάβουμε μια ποικιλία θεμάτων στο σχολικό πρόγραμμα προκειμένου να καλύψουμε όσο το δυνατόν περισσότερους κλάδους βιοπληροφορικής και έτσι ώστε κάθε συμμετέχων να μάθει κάτι νέο και χρήσιμο.
Η επόμενη σχολή στη βιοπληροφορική θα πραγματοποιηθεί από τις 29 Ιουλίου έως τις 3 Αυγούστου 2019 κοντά στη Μόσχα. . Το φετινό θέμα θα είναι η βιοπληροφορική στην αναπτυξιακή βιολογία και η έρευνα γήρανσης.
Για όσους θέλουν να σπουδάσουν σε βάθος βιοπληροφορική, συνεχίζουμε να δεχόμαστε αιτήσεις για το δικό μας στην Αγία Πετρούπολη. Ή ακολουθήστε τα νέα μας σχετικά με το άνοιγμα του προγράμματος στη Μόσχα αυτό το φθινόπωρο.
Για όσους δεν βρίσκονται στην Αγία Πετρούπολη ή τη Μόσχα, αλλά θέλουν πραγματικά να γίνουν βιοπληροφορικός, έχουμε ετοιμάσει στους αλγόριθμους, τον προγραμματισμό, τη γενετική και τη βιολογία.
Έχουμε και δεκάδες , το οποίο μπορείτε να αρχίσετε να περνάτε τώρα.
Το 2018 πραγματοποιήθηκε το θερινό σχολείο βιοπληροφορικής με την υποστήριξη των τακτικών συνεργατών μας - των εταιρειών JetBrains, BIOCAD και EPAM, για το οποίο τους ευχαριστούμε πολύ.
Βιοπληροφορική σε όλους!
Υ.Γ.Αν δεν πιστεύατε ότι ήταν αρκετό, и .
Πηγή: www.habr.com