Suvel 2018. aastal toimus Peterburi lähedal igannualine suvekool bioinformaatikas, kuhu saabus 100 üliõpilast ja doktoranti, et õppida bioinformaatikat ja saada teada selle kasutamisest erinevates bioloogia ja meditsiini valdkondades.
Selle kooli peamine fookus oli vähiuuringutel, kuid toimusid ka loengud teistest bioinformaatika valdkondadest alates evolutsioonist kuni üksikrakulise sekveneerimise andmete analüüsini. Nädala jooksul õppisid osalejad töötama järgmise põlvkonna sekveneerimisandmetega, programmeerima Pythonis ja R-is, rakendama standardseid bioinformaatika tööriistu ja raamistikke, tutvuma süsteemse bioloogia, populatsiooni geneetika ja ravimi modelleerimise meetoditega vähiuuringutes ja palju muud.
Allpool leiate videod 18 loengust, mis olid koolis peetud, koos lühikese kirjelduse ja slaididega. Tärniga „*“ märgitud loengud on piisavalt põhjalikud, nende vaatamiseks ei ole eelnevat ettevalmistust vajalik.
1*. Onkogeenoika ja personaliseeritud onkoloogia | Mihhail Pjatnitski, Biomeditsiini keemia instituut
|
Mihhail rääkis lühidalt kasvajate geneetikast ja sellest, kuidas vähirakkude evolutsiooni mõistmine aitab lahendada praktikaülesandeid onkoloogias. Lektor pööras erilist tähelepanu onkogeensete geenide ja onkosupressorite vahe diferentseerimisele, „vähigeenide“ otsimise meetoditele ja kasvajate molekulaarsete alamtüüpide välja selgitamisele. Lõpuks keskendus Mihhail onkogeenoika tulevikule ja probleemidele, mis võivad tekkida.
2*. Geneetiline diagnostika pärilike kasvajate sündroomide korral | Andrei Afanasev, yRisk
|
Andrei tutvustas pärilike kasvajate sündroome ja käsitles nende bioloogiat, epidemioloogiat ja kliinilisi ilminguid. Loengu osa keskendus geneetilise testimise küsimusele — kellele seda teha, kuidas seda läbi viia, millised probleemid võivad andmete töötlemisel ja tulemuste tõlgendamisel tekkida ning millist kasu see toob patsientidele ja nende sugulastele.
3*. Pan-Cancer Atlas | Herman Demidov, BIST/UPF
|
Vaatamata aastatepikkustele uurimistöödele kasvajate genoomika ja epigenoomika valdkonnas ei ole vastus küsimusele „kuidas, kus ja miks tekivad kasvajasyndroomid” endiselt täielik. Üks põhjuseid on vajadus standardiseeritud andmete kogumise ja töötlemise järele, et avastada väikese suurusega efekte, mida on keeruline tuvastada piiratud andmekogus (mis on tüüpiline uuringus ühes või mitmes laboris), kuid mis koosmõjus mängivad tohutut rolli sellises keerulises ja multifaktoriaalses haiguses nagu vähk.
Viimastel aastatel on paljud maailma juhtivad uurimisgrupid, olles teadlikud sellest probleemist, hakanud koondama oma jõud katsetes avastada ja kirjeldada kõiki neid efekte. Ühest sellisest algatusest (The PanCancer Atlas) ning laborite konsortsiumi töö raames saadud tulemustest, mis on avaldatud eriväljaandes Cell, rääkis Herman oma loengus.
4. ChIP-Seq epigenetiliste mehhanismide uurimisel | Oleg Shpyunov, JetBrains Research
|
Geenide ekspressiooni reguleerimist teostatakse erinevate meetoditega. Oma loengus rääkis Oleg epigenetilisest regulatsioonist histoonide modifitseerimise kaudu, nende protsesside uurimismeetodist ChIP-seq ja saadud tulemuste analüüsimise viisidest.
5. Multiomika vähiuuringutes | Konstantin Okonechnikov, Saksamaa Vähikeskus
|
Eksperimentaaltehnoloogiate arengu tõttu molekulaarbioloogias on võimalik uurida laia valikut funktsionaalseid protsesse rakkudes, organites või isegi kogu organismis. Bioloogiliste protsesside komponentidevaheliste seoste väljaselgitamiseks on vajalik kasutada multiomikat, kus ühendatakse ulatuslikud eksperimentaalsed andmed genoomikast, transkriptoomikast, epigenoomikast ja proteoomikast. Konstantin tõi selged näited multiomika rakendamisest vähiaigendite uurimise valdkonnas, keskendudes pediaatrilisele onkoloogiale.
6. Üksikute rakkude analüüsi mitmekesisus ja piirangud | Konstantin Okonechnikov
|
Täiendav loeng üksikute rakkude RNA sekveneerimisest ja nende andmete analüüsimise meetoditest, samuti viisidest, kuidas ületada ilmseid ja varjatud probleeme nende uurimisel.
7. Üksik-rakkude RNA-seq andmeanalüüs | Konstantin Zaitsev, Washingtoni Ülikool St. Louises
|
Sissejuhatav loeng üksikute rakke järjestikku. Konstantin arutab järjestamismeetodeid, laboritöös ja bioinformaatika analüüsis ette tulevaid raskusi ning viise nende ületamiseks.
8. Lihasdüstroofia diagnoosimine nanoporide järjestamise abil | Pavel Avdeev, George Washingtoni Ülikool
|
Oxford Nanopore'i tehnoloogia kasutamine järjestamiseks pakub võimalusi geneetiliste haiguste, nagu lihasdüstroofia, põhjuste tuvastamiseks. Oma loengus rääkis Pavel selle haiguse diagnoosimiseks mõeldud pipeline'i arendamisest.
9*. Geneomi graafiline esitus | Ilya Minkin, Pennsylvania Ülikool
|
Graafimudelid võimaldavad kompaktsete kujutiste loomist suurest hulgast sarnastest järjestustest ja neid kasutatakse geneetikas sageli. Ilya selgitas põhjalikult, kuidas graafide abil geneetilisi järjestusi rekonstrueeritakse, kuidas ja miks kasutatakse de Bruijn'i graafi ning kuivõrd selline "graafiline" lähenemine suurendab mutatsioonide otsimise täpsust, samuti millised lahendamata probleemid graafide kasutamisel endiselt püsivad.
10*. Nõudlik proteomiika | Pavel Sinitsyn, Max Plancki Biokeemia Instituut (2 osa)
, |,
Proteiinid on vastutavad enamikus biokeemilistes protsessides elus organismis, ja praegu on proteomiika ainus meetod, mis võimaldab globaalset analüüsi tuhandete proteiinide seisundi kohta samaaegselt. Lahendatavate ülesannete spekter on muljetavaldav — alates antikehade ja antigeenide identifitseerimisest kuni tuhandete proteiinide lokaliseerimise määratlemiseni. Oma loengutes rääkis Pavel neist ja teistest proteomiika rakendustest, selle praegusest arengust ja andmete analüüsimisel esinevatest probleemidest.
11*. Molekulaarsete simulatsioonide põhialused | Pavel Jakovlev, BIOCAD
|
Sissejuhatav teooria loeng molekulaarse dünaamika kohta: miks see on vajalik, mis see teeb ja kuidas seda kasutatakse ravimite arendamisel. Pavel käsitles molekulaarse dünaamika meetodeid, molekulaarsete jõudude selgitamist, sidemete kirjeldamist, mõisteid "jõuväli" ja "integreerimine", modelleerimise piiranguid ja palju muud.
12*. Molekulaarbioloogia ja geneetika | Juri Barbitov, Bioinformaatika Instituut
, , |
Sissejuhatus molekulaarbioloogiasse ja geneetikasse kolmes osas tehniliste erialade üliõpilastele ja lõpetajatele. Esimeses loengus arutatakse kaasaegse bioloogia mõisted, genoomi struktuuri küsimused ja mutatsioonide tekkimine. Teises käsitletakse geneetiliste funktsioonide, transkriptsiooniprotsesside ja translatsiooni küsimusi, kolmandas — geeniekspressiooni regulatsiooni ja peamisi molekulaarbioloogilisi meetodeid.
13*. NGS andmeanalüüsi põhimõtted | Juri Barbitov, Bioinformaatika Instituut
|
Loengus räägitakse teise põlvkonna sekveneerimise (NGS) meetoditest, nende tüüpides ja omadustest. Lektor selgitab põhjalikult, kuidas näevad välja sekveneerijast saadud andmed, kuidas neid analüüsi jaoks muudetakse ja milliseid töötlusviise on olemas.
14*. Käskude rea kasutamine, harjutus | Gennadi Zahharov, EPAM
Praktiline ülevaade kasulikest käskudest Linuxi käsureas, valikutest ja nende põhikasutamisest. Näited on suunatud sekveneeritud DNA järjestuste analüüsile. Lisaks standardsetele Linuxi operatsioonidele (näiteks cat, grep, sed, awk) käsitletakse järjestustega töötavaid utiliite (samtools, bedtools).
15*. Andmete visualiseerimine algajatele | Nikita Aleksejev, ITMO Ülikool
|
Igaühel on tulnud illustreerida oma teadusprojektide tulemusi või analüüsida teiste diagramme, graafikuid ja pilte. Nikita rääkis, kuidas õigesti tõlgendada graafikuid ja diagramme, tuues välja nende peamised punktid; kuidas joonistada arusaadavaid pilte. Lektor rõhutas ka, millele tähelepanu pöörata artikli lugemise või reklaamvideo vaatamise ajal.
16*. Karjäär bioinformaatikas | Viktoria Koržova, Max Plancki Biokeemia Instituut
Video: , |
Viktoria rääkis akadeemilise teaduse struktuurist välismaal ja sellest, millele tuleks tähelepanu pöörata, et bakalaureuse-, magistri- või doktorantuuris olles karjääri teaduses või tööstuses üles ehitada.
17*. Kuidas teadlasel CV koostada | Viktoria Koržova, Max Plancki Biokeemia Instituut
Mida jätta CV-sse ja mida eemaldada? Millised faktid huvitavad potentsiaalset juhendajat ja milliseid on parem mitte mainida? Kuidas organiseerida teavet, et teie elulookirjeldus köidaks tähelepanu? Loeng annab vastused nendele ja muudele küsimustele.
18*. Kuidas on korraldatud bioinformaatika turg | Andrei Afanasjev, yRisk
|
Kuidas on korraldatud turg ja kus töötab bioinformaatik? Vastus sellele küsimusele on detailne, koos näidete ja soovitustega, esitatud Andreilt.
Lõpp
Kuidas te võisite märgata, on kooli loengud piisavalt laiad teemades — molekulaarmudelimisest ja graafide kasutamisest genoomi konstrueerimiseks kuni üksikute rakkude analüüsi ja teadusliku karjääri ülesehitamiseni. Meie bioinformaatika instituudis püüame kooli programmidesse kaasata mitmekesiseid teemasid, et katta võimalikult palju bioinformaatilisi distsipliine ning et iga osaleja saaks teada midagi uut ja kasulikku.
Järgmine bioinformaatika kool toimub 29. juulist 3. augustini 2019 Moskva lähedal. . Käesoleva aasta teemaks on bioinformaatika arengu ja vananemise uuringutes.
Kellele meeldib süvitsi minna bioinformaatikasse, ootame kandideerimist meie Peterburis. Või jälgige meie uudiseid programmi avamisest juba sellel sügisel Moskvas.
Kellele ei ole Peterburis ega Moskvas, kuid kellel on suur soov saada bioinformaatikuks — oleme koostanud alku ja programmeerimise, geneetika ja bioloogia kohta.
Lisaks on meil kümneid , mida saate alustada kohe.
2018. aastal korraldati suvekool bioinformaatika alal meie pidevate partnerite toetusel – ettevõtted JetBrains, BIOCAD ja EPAM, mille eest oleme neile südamest tänulikud.
Kõik bioinformaatikud!
P.S. Kui teile tundus, et seda on vähe, ja .
Allikas: habr.com
