Em behsa mirovên pêşerojê dikin ku dîroka mezin a organîk deşîfre dikin. Di van du deh salên borî de, hêjmara daneyên biyolojîkî yên ku têne analîz kirin ji ber rêzgirtina genoma mirovan gelek qat zêde bûne. Berî vê yekê, me nikarîbû xeyal jî bike ku bi karanîna agahdariya ku bi rastî di xwîna me de hatî hilanîn, dê gengaz be ku em eslê xwe diyar bikin, kontrol bikin ka laş dê çawa bertek nîşanî hin dermanan bide, û tewra mîrateya meya biyolojîkî jî biguhezîne.
Ev û gotarên din di yekem de têne xuya kirin li ser malpera me. Ji xwendinê kêfxweş bibin.
Taybetmendiyên biyoinformatîkzanê navînî wekî yên bernamenûsek in - çavên sor, pozîsyona xwar û nîşaneyên ji fincanên qehweyê yên li ser sermaseyê. Lêbelê, li ser vê tabloyê kar ne li ser algorîtma û fermanên razber e, lê li ser koda xwezayê bi xwe ye, ku dikare di derbarê me û cîhana li dora me de gelek tiştan bêje.
Pisporên di vî warî de bi gelek daneyan re mijûl dibin (mînak, encamên rêzkirina genomê kesek bi qasî 100 gigabayt digire). Ji ber vê yekê, pêvajoyek wusa agahdarî nêzîkatî û amûrên Zanistiya Daneyê hewce dike. Mantiqî ye ku biyoinformatîkvanek serfiraz ne tenê biyolojî û kîmyayê, lê di heman demê de rêbazên analîzkirina daneyê, statîstîk û matematîkê jî fam bike - ev yek pîşeya wî pir kêm û daxwaz dike. Pisporên weha bi taybetî di warên dermanê nûjen û pêşkeftina dermanan de hewce ne. Dêweyên teknolojiyê yên wekî IBM û Intel , ji bo lêkolîna biyoinformatics veqetandin.
Çi hewce dike ku bibe bioinformatician?
- Biyolojî û Kîmya (asta zanîngehê);
- Matstat, cebraya xêzik, teoriya îhtimalê;
- Zimanên bernamekirinê (Python û R, bi gelemperî C++ jî bikar tînin);
- Ji bo biyoinformatîka strukturel: têgihîştina analîza matematîkî û teoriya hevkêşeyên cûda.
Hûn dikarin hem bi paşnavek biyolojîkî hem jî bi zanîna bername û matematîkê têkevin qada biyoinformatics. Ji bo ya pêşîn, xebata bi bernameyên bioinformatics-a amade re maqûl e, ji bo ya paşîn, profîlek algorîtmîkî ya pisporiyê.
Bioinformaticians çi dikin?
Bioinformatics-a nûjen li du şaxên sereke têne dabeş kirin - bioinformatics strukturel û bioinformatics rêzik. Di rewşa yekem de, em dibînin ku kesek li ber komputerek rûniştiye û bernameyên ku alîkariya lêkolîna tiştên biyolojîkî (mînak, DNA an proteîn) di dîmenên 3D de dikin dimeşîne. Ew modelên kompîturê çêdikin ku îmkanê didin pêşbînîkirin ka molekulek derman dê çawa bi proteînekê re têkilî daynin, avahiya cîhê ya proteînekê di şaneyek de çawa xuya dike, kîjan taybetmendiyên molekulê têkiliyên wê bi strukturên xaneyê re vedibêjin, hwd.
Rêbazên biyoinformatîk ên strukturel hem di zanistiya akademîk û hem jî di pîşesaziyê de bi rengek çalak têne bikar anîn: Zehmet e ku meriv pargîdaniyek dermansaziyê xeyal bike ku bêyî pisporên weha bike. Di salên dawî de, rêbazên komputerê pêvajoya lêgerîna dermanên potansiyel pir hêsan kirine, ku pêşveçûna dermansaziyê pêvajoyek zûtir û erzantir dike.
SARS-CoV-2 RNA-polîmeraza girêdayî RNA (çep), û her weha têkiliya wê bi RNA dupleks re.
Genom çi ye?
Genom hemî agahdariya li ser avahiya mîrasiya organîzmê ye. Hema bêje di hemû zindiyan de hilgirê genomê ADN ye, lê zîndewer hene ku agahiyên xwe yên îrsî bi şiklê ARNyê vediguhêzin. Genom ji dêûbavan derbasî zarokan dibe, û di vê pêvajoya veguheztinê de, xeletiyên ku jê re mutasyon têne gotin çêdibin.
Têkiliya dermanê remdesivir bi RNA-polîmeraza girêdayî RNA ya virusa SARS-CoV-2 re.
Biyoinformatîka rêzê bi asteke bilindtir a organîzasyona maddeya zindî re mijûl dibe - ji nukleotîdên takekesî, ADN û genan, heya tevahî genom û berhevdana wan bi hev re.
Bifikirin ku mirovek li pêş xwe komek tîpên alfabeyê (lê ne yekî sade, lê genetîkek an asîda amînî) dibîne û li qalibên wan digere, wan bi îstatîstîkî, bi rêbazên kompîturê rave dike û piştrast dike. Biyoinformatîka rêzê diyar dike ka kîjan mutasyon bi nexweşiyek taybetî re têkildar e an çima madeyên zirardar di xwîna nexweşek de kom dibin. Digel daneyên bijîjkî, biyoinformatîknasên rêzê şêwazên belavkirina zîndeweran li seranserê erdê, cûdahiyên nifûsê di navbera komên heywanan de, û rol û fonksiyonên genên taybetî lêkolîn dikin. Bi saya vê zanistê, gengaz e ku meriv bandora dermanan biceribîne û mekanîzmayên biyolojîkî yên ku çalakiya wan rave dike lêkolîn bike.
Mînakî, bi saya analîzên biyoinformatîk, mutasyonên ku dibin sedema pêşveçûna fibroza kîstîk, nexweşiyek monojenîk a ku ji ber hilweşîna gena yek ji kanalên klorîdê ve dibe, hatin dîtin û şirove kirin. Û naha em pir çêtir dizanin kî xizmê biyolojîkî yê herî nêzîk ê mirov e û bav û kalên me çawa li dora gerstêrkê bi cih bûne. Her wiha her mirov bi xwendina genoma xwe dikare bizanibe ku malbata wî ji ku tê û ji kîjan neteweyê ye. Gelek biyanî (, ) û rûsî (, ) karûbar dihêlin ku hûn vê karûbarê bi bihayek nizm (nêzîkî 20 hezar rûbil) bistînin.
Encamên analîza testa DNA ji bo eslê xwe û girêdana nifûsê ji MyHeritage.
Encamên testa nifûsa DNA ji 23andMe.
Genom çawa tê xwendin?
Îro, rêzkirina genomê pêvajoyek rûtîn e ku dê bi qasî her kesî mesref bike hezar rûbil (di nav de li Rûsyayê). Ji bo xwendina genoma xwe, hûn tenê hewce ne ku xwînê ji damarek di laboratuarek taybetî de bidin: di nav du hefteyan de hûn ê encamek qedandî ya bi ravekirina hûrgulî ya taybetmendiyên xweya genetîkî bistînin. Ji bilî genoma xwe, hûn dikarin genomên mîkrobiota rovîya xwe analîz bikin: hûn ê taybetmendiyên bakteriyên ku di pergala weya digestive de dijîn fêr bibin, û di heman demê de şîret ji pisporek xurekek pispor jî bistînin.
Genom dikare bi awayên cihêreng were xwendin, yek ji wan ên sereke ku niha jê re tê gotin "rêzkirina nifşa pêş" e. Ji bo pêkanîna vê prosedûrê, divê pêşî nimûneyên biyolojîkî bêne girtin. Her hucreya laş xwedî heman genom e, ji ber vê yekê pir caran xwîn tê girtin da ku genom were xwendin (ev ya herî hêsan e). Dûv re xaneyên perçe dibin û DNAyê ji her tiştî vediqetînin. Dûv re, ADN-ya encam li gelek perçeyên piçûk tê dabeş kirin û adaptorên taybetî ji her yek ji wan re "dirûtin" - rêzikên nukleotîd ên naskirî yên bi sûnî têne sentez kirin. Dûv re zincîreyên ADNyê ji hev têne veqetandin, û zincîreyên yek-zindî bi karanîna adapteran bi plakaya taybetî ya ku rêzgirtin li ser tê kirin têne girêdan. Di dema rêzgirtinê de, nukleotîdên bi fluorescentî yên temamker li rêza ADNyê têne zêdekirin. Her nukleotîdek bi etîket, dema ku tê girêdan, tîrêjek ronahiyê ya bi dirêjahiya pêlê diyar dike, ku li ser komputerê tê tomar kirin. Bi vî rengî komputer rêzikên kurt ên DNA-ya orîjînal dixwîne, ku dûv re bi karanîna algorîtmayên taybetî di genoma orîjînal de têne berhev kirin.
Mînakek daneyên ku biyoinformatîkvanên rêzê pê re dixebitin: Rêzkirina rêza asîda amînî.
Bioinformaticians li ku dixebitin û çiqas qezenc dikin?
Rêya biyoinformatics bi kevneşopî li du warên sereke-pîşesazî û zanistî tê dabeş kirin. Kariyerek wekî zanyarek biyoinformatics bi gelemperî bi pozîsyonek mezûnî li enstîtûyek mezin dest pê dike. Di destpêkê de, biyoinformatîkvan li ser bingeha enstîtuya xwe, hejmara bexşeyên ku ew tê de beşdar dibin, û hejmara girêdanên wan-cihên ku ew bi fermî lê dixebitin, meaşek bingehîn distînin. Bi demê re, hejmara bexş û hevalbendan mezin dibe, û piştî bi qasî du salan xebata di hawîrdorek akademîk de, biyoinformatîkvanek bi hêsanî mûçeyek navînî (70-80 hezar ruble) distîne, lê pir tişt bi xîret û keda xwe ve girêdayî ye. Bioinformatîkzanên herî bi tecrube dawî li laboratîfên xwe di warên pisporiya xwe de dikin.
Tu li ku derê ji bo bioinformatics dixwînî?
- Zanîngeha Dewletê ya Moskowê - Fakulteya Bioengineering û Bioinformatics
- HSE - Di Biyolojî û Dermanê de Analîza Daneyên (Bernameya Master)
- MIPT - Wezareta Bioinformatics
- Enstîtuya Bioinformatics (NPO)
Berevajî akademiyek, kes di pîşesaziyê de dê wextê xwe derbas neke ku karmendek jêhatîbûnên pêwîst hîn bike, ji ber vê yekê gihîştina wir bi gelemperî dijwartir e. Riya kariyerê ya biyoinformatîkvanek di pîşesaziyê de li gorî pisporî û cîhê wan pir diguhere. Bi navînî, meaşên di vî warî de diguherin hezar rûbil, li gorî ezmûn û pisporiyê girêdayî ye.
Bioinformatîkzanên navdar
Dîroka biyoinformatics dikare paşde vegere Frederick Sanger, zanyarê Ingilîz ku di sala 1980 de Xelata Nobelê ya Kîmyayê wergirtiye ji ber vedîtina wî ya awayê xwendina rêzikên DNA. Ji hingê ve, rêbazên xwendina rêzan her sal çêtir bûne, lê rêbaza "Sanger sequencing" wekî bingehek ji bo hemî lêkolînên din ên di vî warî de xizmet kir.
Bi awayê, gelek bernameyên ku ji hêla zanyarên rûsî ve hatine afirandin, naha li çaraliyê cîhanê bi berfirehî têne bikar anîn - mînakî, berhevkarê genomê. , - St. Komkera genomê ya Petersburgê, ku li Enstîtuya St.
Vedîtin û destkeftiyên biyoinformatics
Naha, bioinformatîkzan gelek keşfên kêrhatî dikin. Dê ne gengaz be ku meriv pêşkeftina dermanên ji bo koronavirus xeyal bike bêyî deşîfrekirina genom û analîza biyoinformatîk a tevlihev a pêvajoyên ku di dema nexweşiyê de diqewimin. Navnetewî Zanyarên ku genomîka berawirdî û rêbazên fêrbûna makîneyê bikar tînin karîbûn fêm bikin ka koronavirus bi pathogenên din re çi hevpar in.
Derket holê ku yek ji van taybetmendiyan xurtkirina sînyalên herêmîbûna nukleerî (NLS) yên vîrusên pathogenîk e ku di dema pêşkeftinê de pêk tê. Ev lêkolîn dikare alîkariya lêkolîna cûreyên vîrusan bike ku dibe ku di pêşerojê de ji mirovan re xeternak bin, û dibe ku bibe sedema pêşveçûna dermanê pêşîlêgirtinê.
Wekî din, bioinformaticians di pêşkeftina rêbazên nûvekirina genomê de, nemaze pergala CRISPR/Cas9 (teknolojiya ku li ser bingeha pergala berevaniyê ye, rolek sereke lîstine. ). Bi saya analîza biyoinformatîk a strukturên van proteînan û pêşkeftina wan a pevçûn, rastbûn û karbidestiya vê pergalê di van salên dawî de pir zêde bûye, ku ev yek gengaz kiriye ku bi armanc genomên gelek organîzmayan (di nav de mirov jî) biguherîne.
Bi girtina qursên serhêl ên SkillFactory, hûn dikarin di warê jêhatîbûn û meaşê de ji sifirê an Asta Bilind bibin pîşeyek ku tê xwestin bistînin:
Kursên bêtir
Source: www.habr.com