एल्गोरिदम से कैंसर तक: जैव सूचना विज्ञान पर स्कूल से व्याख्यान

2018 की गर्मियों में, सेंट पीटर्सबर्ग के पास जैव सूचना विज्ञान में एक वार्षिक ग्रीष्मकालीन स्कूल आयोजित किया गया था, जहां 100 स्नातक और स्नातक छात्र जैव सूचना विज्ञान का अध्ययन करने और जीव विज्ञान और चिकित्सा के विभिन्न क्षेत्रों में इसके उपयोग के बारे में जानने के लिए आए थे।

स्कूल का मुख्य ध्यान कैंसर अनुसंधान पर था, लेकिन विकास से लेकर एकल-कोशिका अनुक्रमण डेटा के विश्लेषण तक, जैव सूचना विज्ञान के अन्य क्षेत्रों पर व्याख्यान थे। सप्ताह के दौरान, लोगों ने अगली पीढ़ी के अनुक्रमण डेटा के साथ काम करना सीखा, पायथन और आर में प्रोग्राम किया, मानक जैव सूचना विज्ञान उपकरण और ढांचे का उपयोग किया, ट्यूमर का अध्ययन करते समय सिस्टम बायोलॉजी, जनसंख्या आनुवंशिकी और ड्रग मॉडलिंग के तरीकों से परिचित हुए। और भी बहुत कुछ।

नीचे आपको संक्षिप्त विवरण और स्लाइड के साथ स्कूल में दिए गए 18 व्याख्यानों का एक वीडियो मिलेगा। जिन पर तारांकन चिह्न "*" अंकित है, वे काफी बुनियादी हैं और उन्हें बिना पूर्व तैयारी के देखा जा सकता है।



1*. ऑन्कोजीनोमिक्स और वैयक्तिकृत ऑन्कोलॉजी | मिखाइल पायटनिट्स्की, रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ बायोमेडिकल केमिस्ट्री

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मिखाइल ने ट्यूमर जीनोमिक्स के बारे में संक्षेप में बात की और कैंसर कोशिकाओं के विकास को समझने से हमें ऑन्कोलॉजी में व्यावहारिक समस्याओं को हल करने की अनुमति मिलती है। व्याख्याता ने ऑन्कोजीन और ट्यूमर सप्रेसर्स के बीच अंतर समझाने, "कैंसर जीन" की खोज करने के तरीकों और ट्यूमर के आणविक उपप्रकारों की पहचान करने पर विशेष ध्यान दिया। अंत में, मिखाइल ने ऑन्कोजीनोमिक्स के भविष्य और उत्पन्न होने वाली समस्याओं पर ध्यान दिया।

2*. वंशानुगत ट्यूमर सिंड्रोम का आनुवंशिक निदान | एंड्री अफानसियेव, वाईरिस्क

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एंड्री ने वंशानुगत ट्यूमर सिंड्रोम के बारे में बात की और उनके जीव विज्ञान, महामारी विज्ञान और नैदानिक ​​​​अभिव्यक्तियों पर चर्चा की। व्याख्यान का एक भाग आनुवंशिक परीक्षण के मुद्दे के लिए समर्पित है - किसे इसे कराने की आवश्यकता है, इसके लिए क्या किया जाता है, डेटा को संसाधित करने और परिणामों की व्याख्या करने में क्या कठिनाइयाँ आती हैं, और अंततः, इससे रोगियों और उनके रिश्तेदारों को क्या लाभ होता है .

3*. पैन-कैंसर एटलस | जर्मन डेमिडोव, बीआईएसटी/यूपीएफ

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कैंसर जीनोमिक्स और एपिजीनॉमिक्स के क्षेत्र में दशकों के शोध के बावजूद, "ट्यूमर सिंड्रोम कैसे, कहाँ और क्यों उत्पन्न होते हैं" प्रश्न का उत्तर अभी भी अधूरा है। इसका एक कारण छोटे परिमाण के प्रभावों का पता लगाने के लिए बड़ी मात्रा में डेटा के मानकीकृत अधिग्रहण और प्रसंस्करण की आवश्यकता है, जिन्हें सीमित डेटा सेट (एक या कई प्रयोगशालाओं के भीतर एक अध्ययन के लिए विशिष्ट आकार) में पता लगाना मुश्किल होता है। , लेकिन जो कुल मिलाकर कैंसर जैसी जटिल और बहुक्रियाशील बीमारी में बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं।

पिछले कुछ वर्षों में, इस समस्या से अवगत दुनिया के कई सबसे शक्तिशाली अनुसंधान समूहों ने इन सभी प्रभावों का पता लगाने और उनका वर्णन करने के प्रयासों में एकजुट होना शुरू कर दिया है। हरमन ने इन पहलों में से एक (द पैनकैंसर एटलस) और प्रयोगशालाओं के इस संघ के काम के हिस्से के रूप में प्राप्त परिणामों के बारे में बात की और इस व्याख्यान में सेल के एक विशेष अंक में प्रकाशित किया।

4. एपिजेनेटिक तंत्र के अध्ययन में चिप-सेक | ओलेग श्पिनोव, जेटब्रेन्स रिसर्च

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जीन अभिव्यक्ति का विनियमन विभिन्न तरीकों से किया जाता है। अपने व्याख्यान में, ओलेग ने हिस्टोन संशोधन के माध्यम से एपिजेनेटिक विनियमन, चिप-सीक्यू विधि का उपयोग करके इन प्रक्रियाओं का अध्ययन और प्राप्त परिणामों का विश्लेषण करने के तरीकों के बारे में बात की।

5. कैंसर अनुसंधान में मल्टीओमिक्स | कॉन्स्टेंटिन ओकोनेचनिकोव, जर्मन कैंसर अनुसंधान केंद्र

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आणविक जीव विज्ञान में प्रायोगिक प्रौद्योगिकियों के विकास ने कोशिकाओं, अंगों या यहां तक ​​कि पूरे जीव में कार्यात्मक प्रक्रियाओं की एक विस्तृत श्रृंखला के अध्ययन को संयोजित करना संभव बना दिया है। जैविक प्रक्रियाओं के घटकों के बीच संबंध स्थापित करने के लिए, मल्टीओमिक्स का उपयोग करना आवश्यक है, जो जीनोमिक्स, ट्रांसक्रिपटॉमिक्स, एपिजेनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स से बड़े पैमाने पर प्रयोगात्मक डेटा को जोड़ता है। कॉन्स्टेंटिन ने बाल चिकित्सा ऑन्कोलॉजी पर ध्यान देने के साथ कैंसर अनुसंधान के क्षेत्र में मल्टी-ओमिक्स के उपयोग के स्पष्ट उदाहरण दिए।

6. एकल कोशिका विश्लेषण की बहुमुखी प्रतिभा और सीमाएँ | कॉन्स्टेंटिन ओकोनेचनिकोव

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एकल-कोशिका आरएनए-सेक पर एक अधिक विस्तृत व्याख्यान और इस डेटा का विश्लेषण करने के तरीके, साथ ही उनका अध्ययन करते समय स्पष्ट और छिपी हुई समस्याओं को दूर करने के तरीके।

7. एकल-कोशिका RNA-seq डेटा का विश्लेषण | कॉन्स्टेंटिन ज़ैतसेव, सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय

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एकल कोशिका अनुक्रमण पर परिचयात्मक व्याख्यान। कॉन्स्टेंटिन अनुक्रमण विधियों, प्रयोगशाला कार्य और जैव सूचना विज्ञान विश्लेषण में कठिनाइयों और उन्हें दूर करने के तरीकों पर चर्चा करते हैं।

8. नैनोपोर अनुक्रमण का उपयोग करके मस्कुलर डिस्ट्रॉफी का निदान | पावेल अवदीव, जॉर्ज वाशिंगटन विश्वविद्यालय

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ऑक्सफ़ोर्ड नैनोपोर तकनीक का उपयोग करके अनुक्रमण के फायदे हैं जिनका उपयोग मस्कुलर डिस्ट्रॉफी जैसी बीमारियों के आनुवंशिक कारणों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है। अपने व्याख्यान में पावेल ने इस बीमारी के निदान के लिए एक पाइपलाइन के विकास के बारे में बात की.

9*. जीनोम का ग्राफ़ प्रतिनिधित्व | इल्या मिंकिन, पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी

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ग्राफ़ मॉडल बड़ी संख्या में समान अनुक्रमों के संक्षिप्त प्रतिनिधित्व की अनुमति देते हैं और अक्सर जीनोमिक्स में उपयोग किए जाते हैं। इल्या ने विस्तार से बताया कि ग्राफ़ का उपयोग करके जीनोमिक अनुक्रमों का पुनर्निर्माण कैसे किया जाता है, डी ब्रुइन ग्राफ़ का उपयोग कैसे और क्यों किया जाता है, इस तरह के "ग्राफ़" दृष्टिकोण से उत्परिवर्तन खोजों की सटीकता कितनी बढ़ जाती है, और ग्राफ़ के उपयोग के साथ कौन सी अनसुलझी समस्याएं अभी भी बनी हुई हैं।

10*. मनोरंजक प्रोटिओमिक्स | पावेल सिनित्सिन, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट ऑफ बायोकैमिस्ट्री (2 भाग)

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प्रोटीन एक जीवित जीव में अधिकांश जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार होते हैं, और अब तक प्रोटिओमिक्स एक साथ हजारों प्रोटीनों की स्थिति के वैश्विक विश्लेषण के लिए एकमात्र तरीका है। हल की गई समस्याओं की सीमा प्रभावशाली है - एंटीबॉडी और एंटीजन की पहचान करने से लेकर कई हजार प्रोटीनों के स्थानीयकरण का निर्धारण करने तक। अपने व्याख्यान में, पावेल ने इन और प्रोटिओमिक्स के अन्य अनुप्रयोगों, इसके वर्तमान विकास और डेटा विश्लेषण में नुकसान के बारे में बात की।

ग्यारह*। आणविक सिमुलेशन के बुनियादी सिद्धांत | पावेल याकोवलेव, बायोकैड

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आणविक गतिशीलता पर परिचयात्मक सैद्धांतिक व्याख्यान: इसकी आवश्यकता क्यों है, यह क्या करता है और दवा विकास के संबंध में इसका उपयोग कैसे किया जाता है। पावेल ने आणविक गतिशीलता के तरीकों, आणविक बलों की व्याख्या, कनेक्शन का विवरण, "बल क्षेत्र" और "एकीकरण" की अवधारणाओं, मॉडलिंग में सीमाएं और बहुत कुछ पर ध्यान दिया।

12*. आण्विक जीवविज्ञान और जेनेटिक्स | यूरी बारबिटोव, जैव सूचना विज्ञान संस्थान

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इंजीनियरिंग छात्रों और स्नातकों के लिए आणविक जीव विज्ञान और आनुवंशिकी का तीन-भागीय परिचय। पहला व्याख्यान आधुनिक जीव विज्ञान की अवधारणाओं, जीनोम संरचना के मुद्दों और उत्परिवर्तन की घटना पर चर्चा करता है। दूसरे में जीन कार्यप्रणाली, प्रतिलेखन और अनुवाद की प्रक्रियाओं के मुद्दों को विस्तार से शामिल किया गया है, तीसरे में जीन अभिव्यक्ति के विनियमन और बुनियादी आणविक जैविक तरीकों को शामिल किया गया है।

13*. एनजीएस डेटा विश्लेषण के सिद्धांत | यूरी बारबिटोव, जैव सूचना विज्ञान संस्थान

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व्याख्यान में दूसरी पीढ़ी अनुक्रमण (एनजीएस) विधियों, उनके प्रकार और विशेषताओं का वर्णन किया गया है। व्याख्याता विस्तार से बताते हैं कि सीक्वेंसर से डेटा "आउटपुट" कैसे संरचित है, इसे विश्लेषण के लिए कैसे परिवर्तित किया जाता है, और इसके साथ काम करने के तरीके क्या हैं।

14*. कमांड लाइन का उपयोग करके अभ्यास करें | गेन्नेडी ज़खारोव, ईपीएएम

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उपयोगी लिनक्स कमांड लाइन कमांड, विकल्पों और उनके उपयोग की बुनियादी बातों का व्यावहारिक अवलोकन। उदाहरण अनुक्रमित डीएनए अनुक्रमों के विश्लेषण पर ध्यान केंद्रित करते हैं। मानक लिनक्स संचालन (उदाहरण के लिए, कैट, ग्रेप, सेड, ऑक) के अलावा, अनुक्रमों (सैमटूल्स, बेडटूल्स) के साथ काम करने के लिए उपयोगिताओं पर विचार किया जाता है।

15*. छोटों के लिए डेटा विज़ुअलाइज़ेशन | निकिता अलेक्सेव, आईटीएमओ विश्वविद्यालय

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हर किसी को अपने स्वयं के वैज्ञानिक परियोजनाओं के परिणामों को चित्रित करने या अन्य लोगों के आरेख, ग्राफ़ और चित्रों को समझने का अनुभव है। निकिता ने उनमें से मुख्य बात पर प्रकाश डालते हुए बताया कि ग्राफ़ और आरेखों की सही ढंग से व्याख्या कैसे करें; स्पष्ट चित्र कैसे बनाएं. व्याख्याता ने इस बात पर भी जोर दिया कि कोई लेख पढ़ते समय या कोई विज्ञापन देखते समय क्या देखना चाहिए।

16*. जैव सूचना विज्ञान में करियर | विक्टोरिया कोरज़ोवा, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट ऑफ बायोकैमिस्ट्री

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विक्टोरिया ने विदेशों में अकादमिक विज्ञान की संरचना के बारे में बात की और एक स्नातक, स्नातक या स्नातकोत्तर छात्र के रूप में विज्ञान या उद्योग में करियर बनाने के लिए आपको किन बातों पर ध्यान देने की आवश्यकता है।

17*. एक वैज्ञानिक के लिए सीवी कैसे लिखें | विक्टोरिया कोरज़ोवा, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट ऑफ बायोकैमिस्ट्री

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CV में क्या छोड़ें और क्या हटाएं? एक संभावित प्रयोगशाला प्रबंधक के लिए कौन से तथ्य रुचिकर होंगे और किन तथ्यों का उल्लेख न करना बेहतर होगा? आपको अपने बायोडाटा को अलग दिखाने के लिए जानकारी की व्यवस्था कैसे करनी चाहिए? व्याख्यान इन और अन्य सवालों के जवाब देगा।

18*. जैव सूचना विज्ञान बाज़ार कैसे काम करता है | एंड्री अफानसियेव, वाईरिस्क

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बाज़ार कैसे काम करता है और एक जैव सूचना विज्ञानी कहाँ काम कर सकता है? इस प्रश्न का उत्तर एंड्री के व्याख्यान में उदाहरणों और सलाह के साथ विस्तार से प्रस्तुत किया गया है।

अंत

जैसा कि आपने देखा होगा, स्कूल में व्याख्यान विषयों में काफी व्यापक होते हैं - आणविक मॉडलिंग और जीनोम असेंबली के लिए ग्राफ़ के उपयोग से लेकर, एकल कोशिकाओं के विश्लेषण और वैज्ञानिक कैरियर के निर्माण तक। हम जैव सूचना विज्ञान संस्थान में यथासंभव अधिक से अधिक जैव सूचना विज्ञान विषयों को कवर करने के लिए स्कूल कार्यक्रम में विभिन्न प्रकार के विषयों को शामिल करने का प्रयास करते हैं, और ताकि प्रत्येक प्रतिभागी कुछ नया और उपयोगी सीख सके।

जैव सूचना विज्ञान में अगला स्कूल 29 जुलाई से 3 अगस्त 2019 तक मास्को के पास आयोजित किया जाएगा। स्कूल 2019 के लिए नामांकन अब 1 मई तक खुला है. इस वर्ष का विषय विकासात्मक जीव विज्ञान और उम्र बढ़ने के अनुसंधान में जैव सूचना विज्ञान होगा।

जो लोग जैव सूचना विज्ञान का गहराई से अध्ययन करना चाहते हैं, उनके लिए हम अभी भी आवेदन स्वीकार कर रहे हैं पूर्णकालिक वार्षिक कार्यक्रम सेंट पीटर्सबर्ग में. या इस पतझड़ में मास्को में कार्यक्रम के उद्घाटन के बारे में हमारी खबर का अनुसरण करें।

उन लोगों के लिए जो सेंट पीटर्सबर्ग या मॉस्को में नहीं हैं, लेकिन वास्तव में एक जैव सूचना विशेषज्ञ बनना चाहते हैं, हमने तैयारी की है पुस्तकों और पाठ्यपुस्तकों की सूची एल्गोरिदम, प्रोग्रामिंग, आनुवंशिकी और जीव विज्ञान में।

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2018 में, जैव सूचना विज्ञान में ग्रीष्मकालीन स्कूल हमारे नियमित भागीदारों - जेटब्रेन, बायोकैड और ईपीएएम कंपनियों के सहयोग से आयोजित किया गया था, जिसके लिए हम उन्हें बहुत धन्यवाद देते हैं।

जैव सूचना विज्ञान हर कोई!

पी.एस. यदि आपको नहीं लगता कि यह पर्याप्त था, यहां आखिरी से पहले स्कूल के व्याख्यानों वाली एक पोस्ट है и पिछले वर्ष से कुछ और स्कूल.

स्रोत: www.habr.com