Nou ap pale de moun nan tan kap vini an ki dechifre gwo dat òganik la. Pandan de deseni ki sot pase yo, kantite done byolojik ki ka analize ogmante anpil akòz sekans genomic imen an. Anvan sa, nou pa t 'kapab menm imajine ke lè l sèvi avèk enfòmasyon ki literalman ki estoke nan san nou an, li ta posib yo detèmine orijin nou an, tcheke ki jan kò a pral reyaji nan sèten dwòg, e menm chanje eredite byolojik nou an.
Atik sa a ak lòt parèt premye nan sou sit entènèt nou an. Pran plezi nan lekti.
Atribi yo nan bioinformatician an mwayèn yo se menm jan ak sa yo ki nan yon pwogramè - je wouj, pwèstans bese ak mak nan tas kafe sou Desktop la. Sepandan, nan tab sa a travay la se pa sou algoritm abstrè ak kòmandman, men sou kòd la nan lanati tèt li, ki ka di nou anpil sou nou ak mond lan bò kote nou.
Espesyalis nan domèn sa a fè fas ak gwo kantite done (pa egzanp, rezilta yo nan sekans genòm nan yon sèl moun pran apeprè 100 jigokte). Se poutèt sa, trete yon seri enfòmasyon sa yo mande pou apwòch ak zouti Syans Done. Li lojik ke yon bioinformatician siksè ta dwe konprann pa sèlman byoloji ak chimi, men tou, metòd analiz done, estatistik ak matematik - sa a fè pwofesyon li byen ra ak nan demann. Espesyalis sa yo espesyalman nesesè nan domèn medikaman inovatè ak devlopman dwòg. Gran teknoloji tankou IBM ak Intel , dedye a etid la nan byoenfòmatik.
Kisa li pran pou w vin yon bioinformatician?
- Biyoloji ak Chimi (nivo inivèsite);
- Matstat, aljèb lineyè, teyori pwobabilite;
- Lang pwogramasyon (Python ak R, souvan lè l sèvi avèk C++);
- Pou byoenfòmatik estriktirèl: konprann analiz matematik ak teyori ekwasyon diferansye yo.
Ou ka antre nan domèn byoenfòmatik ak tou de yon background byolojik ak konesans nan pwogramasyon ak matematik. Pou ansyen an, travay ak pwogram bioenfòmatik pare yo apwopriye, pou lèt la, yon pwofil plis algoritm nan espesyalite a.
Kisa bioinformaticians fè?
Bioenformatik modèn divize an de branch prensipal - byoenformatik estriktirèl ak bioenformatik sekans. Nan premye ka a, nou wè yon moun chita devan yon òdinatè ak kouri pwogram ki ede etidye objè byolojik (pa egzanp, ADN oswa pwoteyin) nan vizyalizasyon 3D. Yo bati modèl òdinatè ki fè li posib pou predi kijan yon molekil dwòg pral kominike avèk yon pwoteyin, ki jan estrikti espasyal yon pwoteyin sanble nan yon selil, ki pwopriyete molekil la eksplike entèraksyon li yo ak estrikti selilè, elatriye.
Metòd byoenfòmatik estriktirèl yo aktivman itilize tou de nan syans akademik ak nan endistri: li difisil imajine yon konpayi pharmaceutique ki ka fè san espesyalis sa yo. Nan dènye ane yo, metòd òdinatè yo te senplifye anpil pwosesis pou rechèch potansyèl dwòg, fè devlopman pharmaceutique yon pwosesis pi vit ak pi bon mache.
SARS-CoV-2 RNA-depandan RNA polymerase (agòch), osi byen ke asosyasyon li yo ak RNA duplex la.
Ki sa ki se yon genòm?
Genomic a se tout enfòmasyon sou estrikti eredite yon òganis. Nan prèske tout bèt vivan, pòtè genòm nan se ADN, men gen òganis ki transmèt enfòmasyon éréditèr yo nan fòm RNA. Genomic a pase nan men paran bay timoun, epi pandan pwosesis transmisyon sa a, erè ki rele mitasyon ka rive.
Entèaksyon dwòg remdesivir ak RNA-depandan RNA polymerase viris SARS-CoV-2.
Bioinformatics sekans tranzaksyon ak yon pi wo nivo òganizasyon nan matyè vivan - soti nan nukleotid endividyèl, ADN ak jèn, nan jenom tout antye ak konparezon yo youn ak lòt.
Imajine yon moun ki wè devan l yon seri lèt nan alfabè a (men se pa yon sèl senp, men yon sèl jenetik oswa asid amine) epi chèche modèl nan yo, eksplike ak konfime yo estatistik, lè l sèvi avèk metòd òdinatè. Bioinformatics sekans eksplike ki mitasyon ki asosye ak yon maladi patikilye oswa poukisa sibstans danjere akimile nan san yon pasyan an. Anplis done medikal, sekans bioinformaticians etidye modèl distribisyon òganis yo atravè tè a, diferans popilasyon ant gwoup bèt yo, ak wòl ak fonksyon jèn espesifik yo. Mèsi a syans sa a, li posib teste efikasite nan dwòg ak etidye mekanis byolojik ki eksplike aksyon yo.
Pou egzanp, gras a analiz bioenfòmatik, yo te jwenn ak dekri mitasyon ki mennen nan devlopman fibwoz sistik, yon maladi monojenik ki te koze pa yon pann nan jèn nan youn nan chanèl yo klori. Epi kounyeya nou konnen pi byen ki moun ki pi pre fanmi byolojik lòm ak ki jan zansèt nou yo te etabli atravè planèt la. Anplis, chak moun, nan li genomic li, ka chèche konnen ki kote fanmi li soti ak ki gwoup etnik li fè pati. Anpil etranje (, ) ak Ris (, ) sèvis pèmèt ou jwenn sèvis sa a pou yon pri relativman ba (apeprè 20 mil rubles).
Rezilta analiz tès ADN pou orijin ak afilyasyon popilasyon an nan MyHeritage.
Rezilta yon tès popilasyon ADN soti nan 23andMe.
Ki jan yo li genòm nan?
Jodi a, sekans genòm se yon pwosedi woutin ki pral koute nenpòt moun apeprè mil rubles (ki gen ladan nan Larisi). Pou li genomic ou, ou jis bezwen bay san nan yon venn nan yon laboratwa espesyal: nan de semèn ou pral resevwa yon rezilta fini ak yon deskripsyon detaye sou karakteristik jenetik ou. Anplis genomic ou, ou ka analize jenom mikrobyota entesten ou a: ou pral aprann karakteristik bakteri ki abite nan sistèm dijestif ou a, epi tou ou pral resevwa konsèy nan men yon nitrisyonis pwofesyonèl.
Genomic a ka li lè l sèvi avèk diferan metòd, youn nan prensipal yo kounye a se sa yo rele "sekans pwochen jenerasyon an". Pou fè pwosedi sa a, yo dwe premye jwenn echantiyon byolojik. Chak selil nan kò a gen menm genomic, kidonk pi souvan yo pran san pou li genomic a (sa a se pi fasil la). Lè sa a, selil yo kraze epi separe ADN nan tout lòt bagay. Lè sa a, ADN ki kapab lakòz yo divize an anpil ti moso epi adaptè espesyal yo "koud" nan chak nan yo - atifisyèlman sentèz sekans nukleotid li te ye. Lè sa a, seksyon ADN yo separe, epi seksyon sèl-bloke yo tache lè l sèvi avèk adaptè sou yon plak espesyal sou ki sekans yo te pote soti. Pandan sekans, nukleotid konplemantè ki make fluorescent yo ajoute nan sekans ADN la. Chak nukleotid ki make, lè yo tache, emèt yon gwo limyè ki gen yon longèdonn sèten, ki anrejistre sou òdinatè a. Sa a se ki jan òdinatè a li sekans kout nan ADN orijinal la, ki Lè sa a, reyini nan genòm orijinal la lè l sèvi avèk algoritm espesyal.
Yon egzanp done ke bioinformaticians sekans travay avèk: aliyman sekans asid amine.
Ki kote bioinformaticians travay ak konbyen yo touche?
Chemen bioenfòmatik tradisyonèlman divize an de domèn prensipal - endistri ak syans. Yon karyè kòm yon syantis byoenfòmatik anjeneral kòmanse ak yon pozisyon gradye nan yon gwo enstiti. Okòmansman, bioinformaticians resevwa yon salè de baz ki baze sou enstiti yo, kantite sibvansyon yo patisipe nan, ak kantite afilyasyon yo - kote yo fòmèlman anplwaye yo. Apre yon sèten tan, kantite sibvansyon ak afilyasyon ap grandi, epi apre apeprè yon koup de ane nan travay nan yon anviwònman akademik, yon bioinformatician fasil resevwa yon salè mwayèn (70-80 mil rubles), men anpil depann sou dilijans ak travay di. Bioinformaticians ki gen plis eksperyans yo fini kouri pwòp laboratwa yo nan domèn espesyalizasyon yo.
Ki kote ou etidye pou bioinformatics?
- Inivèsite Leta Moskou - Fakilte Bioengineering ak Bioinformatics
- HSE - Analiz Done nan Biyoloji ak Medsin (Pwogram Mèt la)
- MIPT la vle di Depatman Bioinformatics
- Enstiti byoinformatik (NPO)
Kontrèman ak yon akademi, pèsonn nan endistri a pa pral pase tan yo anseye yon anplwaye konpetans ki nesesè yo, kidonk jwenn la anjeneral pi difisil. Chemen karyè yon bioinformatician nan endistri varye anpil selon espesyalizasyon yo ak kote yo ye. An mwayèn, salè nan domèn sa a varye mil rubles, tou depann de eksperyans ak espesyalizasyon.
Bioinformaticians pi popilè
Istwa bioenfòmatik ka remonte nan Frederick Sanger, yon syantis angle ki te resevwa Pri Nobèl nan Chimi an 1980 pou dekouvèt li nan yon fason yo li sekans ADN. Depi lè sa a, metòd lekti sekans yo amelyore chak ane, men metòd "Sanger sekans" te sèvi kòm baz pou tout rechèch plis nan domèn sa a.
By wout la, anpil pwogram ki te kreye pa syantis Ris yo kounye a se lajman itilize nan tout mond lan - pou egzanp, asanblaj la genomic. , - St. Petersburg genome assembler, ki te kreye nan St. Petersburg Institute, ede syantis ki soti toupatou nan mond lan rasanble sekans ADN kout nan pi gwo sekans pou rekonstwi genòm orijinal òganis yo.
Dekouvèt ak reyalizasyon byoenfòmatik
Sèjousi, bioinformaticians fè anpil dekouvèt itil. Li ta enposib imajine devlopman dwòg pou kowonaviris san yo pa dechifre genòm li yo ak analiz bioenfòmatik konplèks nan pwosesis ki fèt pandan maladi a. Entènasyonal Syantis yo te itilize genomik konparatif ak metòd aprantisaj machin yo te kapab konprann kisa coronavirus yo genyen an komen ak lòt patojèn.
Li te tounen soti ke youn nan karakteristik sa yo se ranfòse nan siyal lokalizasyon nikleyè (NLS) nan viris patojèn ki rive pandan evolisyon. Rechèch sa a ta ka ede etidye souch viris ki ta ka potansyèlman danjere pou moun nan lavni, e petèt mennen nan devlopman dwòg prevantif.
Anplis de sa, bioinformaticians te jwe yon wòl kle nan devlopman nouvo metòd koreksyon genòm, an patikilye sistèm CRISPR/Cas9 (yon teknoloji ki baze sou sistèm iminitè a. ). Mèsi a analiz bioenfòmatik nan estrikti pwoteyin sa yo ak devlopman evolisyonè yo, presizyon ak efikasite nan sistèm sa a te ogmante anpil nan dènye ane yo, sa ki te fè li posib fè espre modifye genòm yo nan anpil òganis (ki gen ladan moun).
Ou ka jwenn yon pwofesyon recherché nan grafouyen oswa Level Up an tèm de konpetans ak salè lè w pran kou SkillFactory sou entènèt:
Plis kou
Sous: www.habr.com