Miresaka momba ny olona amin'ny ho avy isika izay mamaritra ny daty lehibe organika. Tao anatin'ny roapolo taona lasa, nitombo avo roa heny ny habetsahan'ny angona biolojika azo anaovana fanadihadiana noho ny filaharan'ny génome olombelona. Talohan’izay, dia tsy azontsika sary an-tsaina akory fa ny fampiasana ny fanazavana voatahiry ara-bakiteny ao amin’ny rantsika, dia ho azo atao ny hamantatra ny fiaviantsika, hanamarina ny fihetsiky ny vatana amin’ny fanafody sasany, ary hanova mihitsy aza ny lovantsika biolojika.
Ity sy ny lahatsoratra hafa dia miseho voalohany amin'ny amin'ny tranokalanay. Ankafizo ny mamaky.
Ny toetran'ny bioinformaticien antonony dia mitovy amin'ny an'ny programmer - maso mena, fihetsika miondrika ary marika avy amin'ny kaopy kafe eo amin'ny desktop. Na izany aza, amin'ity latabatra ity ny asa dia tsy amin'ny algorithm sy ny baiko abstract, fa amin'ny code of nature mihitsy, izay afaka milaza zavatra betsaka momba antsika sy ny tontolo manodidina antsika.
Ny manam-pahaizana manokana amin'ity sehatra ity dia miatrika angon-drakitra be dia be (ohatra, ny valin'ny filaharan'ny génome olona iray dia mahatratra 100 gigabytes). Noho izany, ny fanodinana fampahalalana toy izany dia mitaky fomba fiasa sy fitaovana momba ny Data Science. Lojika fa ny bioinformatician mahomby dia tokony hahatakatra fa tsy ny biolojia sy ny simia ihany, fa ny fomba famakafakana angon-drakitra, ny antontan'isa ary ny matematika - izany no mahatonga ny asany ho tsy fahita firy ary mitaky fangatahana. Ny manam-pahaizana manokana toy izany dia ilaina indrindra amin'ny sehatry ny fitsaboana vaovao sy ny fampandrosoana ny zava-mahadomelina. Teknolojia goavam-be toa an'i IBM sy Intel , natokana ho an'ny fandalinana ny bioinformatics.
Inona no ilaina mba ho lasa bioinformaticien?
- Biolojia sy simia (ambaratonga oniversite);
- Matstat, algebra linear, teoria mety hitranga;
- Fiteny fandaharana (Python sy R, matetika mampiasa C++ ihany koa);
- Ho an'ny bioinformatics structural: fahatakarana ny fanadihadiana matematika sy ny teoria momba ny equation differential.
Afaka miditra amin'ny sehatry ny bioinformatika ianao miaraka amin'ny fiaviana biolojika sy fahalalana momba ny fandaharana sy ny matematika. Ho an'ny teo aloha, ny miasa miaraka amin'ny programa bioinformatics efa vita dia mety, ho an'ny farany, ny mombamomba ny algorithmika manokana.
Inona no ataon'ny bioinformaticians?
Ny bioinformatika maoderina dia mizara ho sampana roa lehibe - ny bioinformatics structural sy ny bioinformatics sequence. Amin'ny tranga voalohany, mahita olona mipetraka eo anoloan'ny ordinatera isika ary mihazakazaka programa manampy amin'ny fandalinana zavatra biolojika (ohatra, ADN na proteinina) amin'ny sary 3D. Izy ireo dia manamboatra modely amin'ny ordinatera izay ahafahana maminavina ny fomba hifandraisan'ny molekiola zava-mahadomelina amin'ny proteinina, ny endriky ny firafitry ny proteinina ao anaty sela, ny toetran'ny molekiola manazava ny fifandraisany amin'ny rafitra sela, sns.
Ny fomba bioinformatics ara-drafitra dia ampiasaina amin'ny siansa akademika sy amin'ny indostria: sarotra ny maka sary an-tsaina ny orinasa pharmaceutika izay afaka manao tsy misy manam-pahaizana manokana toy izany. Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, ny fomba informatika dia nanatsotra be ny fizotran'ny fitadiavana fanafody mety, ka mahatonga ny fivoaran'ny fanafody ho dingana haingana sy mora kokoa.
SARS-CoV-2 RNA-miankina amin'ny RNA polymerase (ankavia), ary koa ny fifandraisany amin'ny RNA duplex.
Inona no atao hoe génome?
Ny genome dia ny fampahalalana rehetra momba ny firafitry ny fandovan'ny zavamananaina. Saika amin'ny zavamananaina rehetra, ny ADN no mitondra ny genome, saingy misy zavamananaina mampita ny mombamomba azy amin'ny endrika RNA. Afindra avy amin’ny ray aman-dreny mankany amin’ny ankizy ny génome, ary mandritra io fizotry ny fifindrana io, dia mety hitranga ny fahadisoana antsoina hoe mutation.
Fifandraisana amin'ny zava-mahadomelina remdesivir miaraka amin'ny RNA polymerase RNA miankina amin'ny virus SARS-CoV-2.
Ny sequence bioinformatics dia mifandraika amin'ny firafitry ny zavamananaina ambony kokoa - manomboka amin'ny nucleotides tsirairay, ADN ary fototarazo, hatramin'ny génome manontolo sy ny fampitahana azy ireo.
Alao sary an-tsaina ny olona iray izay mahita litera maromaro amin'ny alfabeta eo anoloany (nefa tsy tsotra, fa ny fototarazo na asidra amine) ary mitady lamina ao aminy, manazava sy manamarina azy ireo amin'ny statistika, amin'ny fampiasana ny ordinatera. Ny sequence bioinformatics dia manazava hoe inona no fiovana mifandraika amin'ny aretina iray na ny antony mahatonga ny akora manimba miangona ao amin'ny ran'ny marary iray. Ho fanampin'ny angon-drakitra ara-pitsaboana, ny bioinformaticians sequence dia mandalina ny fomba fizaran'ny zavamananaina manerana ny tany, ny fahasamihafan'ny mponina eo amin'ny vondron'ny biby, ary ny anjara asa sy ny asan'ny fototarazo manokana. Noho io siansa io dia azo atao ny mitsapa ny fahombiazan'ny zava-mahadomelina sy ny fandalinana ny mekanika biolojika manazava ny asany.
Ohatra, noho ny famakafakana bioinformatics, dia hita sy nofaritana ny fiovan'ny fiovan'ny toetr'andro mankany amin'ny fivoaran'ny cystic fibrosis, aretina monogenika vokatry ny fahatapahan'ny fototarazon'ny iray amin'ireo fantsona chloride. Ary ankehitriny dia fantatsika tsara kokoa hoe iza no havana biolojika akaiky indrindra amin'ny olombelona sy ny fomba nipetrahan'ny razambentsika nanodidina ny planeta. Ambonin’izany, ny olona tsirairay, amin’ny alalan’ny famakiana ny fototarazony, dia afaka mamantatra ny fiavian’ny fianakaviany sy ny foko misy azy. Vahiny maro (, ary Rosiana (, ) serivisy dia ahafahanao mahazo ity serivisy ity amin'ny vidiny somary ambany (eo amin'ny 20 arivo roubles).
Vokatry ny famakafakana fitiliana ADN momba ny fiaviana sy ny firaisan'ny mponina avy amin'ny MyHeritage.
Vokatry ny fitiliana ny mponina ADN avy amin'ny 23andMe.
Ahoana ny famakiana ny génome?
Amin'izao fotoana izao, ny filaharan'ny génome dia fomba fanao mahazatra izay handany ny olona rehetra arivo roubles (anisan'izany ny any Rosia). Mba hamakiana ny génome anao dia mila manome ra avy amin'ny lalan-drà ao amin'ny laboratoara manokana ianao: ao anatin'ny tapa-bolana dia hahazo vokatra vita ianao miaraka amin'ny famaritana amin'ny antsipiriany momba ny toetranao. Ho fanampin'ny génome anao, azonao atao ny mamakafaka ny fototarazon'ny microbiota amin'ny tsinay: hianatra ny toetran'ny bakteria monina ao amin'ny rafi-pandevonan-kaninao ianao, ary hahazo torohevitra avy amin'ny manam-pahaizana manokana momba ny sakafo.
Ny génome dia azo vakiana amin'ny alàlan'ny fomba samihafa, iray amin'ireo lehibe indrindra amin'izao fotoana izao ny antsoina hoe "sequencing taranaka manaraka". Mba hanatanterahana izany fomba izany dia tsy maintsy alaina aloha ny santionany biolojika. Ny sela tsirairay ao amin'ny vatana dia mitovy ny génome, ka ny ra matetika no alaina hamakiana ny génome (io no mora indrindra). Ny sela avy eo dia rava ary manasaraka ny ADN amin'ny zavatra hafa rehetra. Avy eo, ny ADN vokarina dia mizara ho ampahany kely maro ary ny adaptatera manokana dia "nozairina" amin'ny tsirairay amin'izy ireo - ny filaharan'ny nucleotide fantatra amin'ny artifisialy. Avy eo dia misaraka ny tady ADN, ary ny kofehy tokana dia mifatotra amin'ny fampiasana adaptatera amin'ny takelaka manokana izay anaovana ny sequencing. Mandritra ny filaharana dia ampiana ny nucleotides misy marika fluorescent mifameno amin'ny filaharan'ny ADN. Ny nucleotide misy marika tsirairay, rehefa miraikitra, dia mamoaka tara-pahazavana amin'ny halavan'ny onjam-peo iray, izay voarakitra ao amin'ny ordinatera. Toy izany ny fomba famakian'ny solosaina ny filaharana fohy amin'ny ADN tany am-boalohany, izay avy eo miangona ao amin'ny génome tany am-boalohany mampiasa algorithm manokana.
Ohatra iray amin'ny angon-drakitra izay miara-miasa amin'ny bioinformaticians: fampifanarahana ny filaharan'ny asidra amine.
Aiza no miasa ny bioinformaticians ary ohatrinona ny vola azony?
Ny lalan'ny bioinformatics dia mizara ho sehatra roa lehibe - indostria sy siansa. Ny asa amin'ny maha mpahay siansa bioinformatics dia manomboka amin'ny toerana misy diplaoma amin'ny institiota lehibe. Amin'ny voalohany, ny bioinformaticien dia mahazo karama fototra mifototra amin'ny institiotany, ny isan'ny famatsiam-bola andraisan'izy ireo anjara, ary ny isan'ny fiarahany — toerana iasany amin'ny fomba ofisialy. Rehefa mandeha ny fotoana dia mitombo ny isan'ny fanomezana sy ny fiaraha-mientana, ary rehefa afaka roa taona eo ho eo ny asa ao amin'ny tontolo akademika bioinformatician mora mahazo karama eo ho eo (70-80 arivo roubles), fa be dia be ny miankina amin'ny fahazotoana sy ny asa mafy. Ny bioinformaticien za-draharaha indrindra dia mamarana ny laboratoara manokana amin'ny sehatry ny fanasokajiana azy.
Aiza ianao no mianatra momba ny bioinformatics?
- Moscow State University - Fakiolten'ny Bioengineering sy Bioinformatics
- HSE - Famakafakana angona momba ny biolojia sy ny fitsaboana (programa Master)
- MIPT - Departemantan'ny Bioinformatics
- Institute of Bioinformatics (NPO)
Tsy toy ny akademia, tsy misy olona ao amin'ny indostria handany ny fotoanany amin'ny fampianarana mpiasa iray ny fahaiza-manao ilaina, noho izany dia sarotra kokoa ny hahatongavana any. Ny lalan'ny asan'ny bioinformaticien amin'ny indostria dia miovaova be arakaraka ny fahaizany manokana sy ny toerana misy azy. Amin’ny ankapobeny dia miovaova ny karama amin’ity sehatra ity arivo roubles, arakaraka ny traikefa sy ny specialization.
Bioinformaticians malaza
Ny tantaran'ny bioinformatics dia azo jerena ao amin'ny Frederick Sanger, mpahay siansa anglisy nahazo ny loka Nobel momba ny simia tamin'ny taona 1980 noho ny nahitany fomba hamakiana ny filaharan'ny ADN. Nanomboka teo, nihatsara isan-taona ny fomba famakiana filaharana, fa ny fomba "Sanger sequencing" no fototry ny fikarohana rehetra momba an'io sehatra io.
Teny an-dalana, maro ny programa noforonin'ny mpahay siansa Rosiana no be mpampiasa manerana izao tontolo izao - ohatra, ny genome assembler. , - St. Petersburg Genome assembler, noforonina tao amin'ny St. Petersburg Institute, dia manampy ny mpahay siansa manerana izao tontolo izao hanangona ny filaharan'ny ADN fohy ho filaharana lehibe kokoa mba hananganana indray ny fototarazon'ny zavamananaina tany am-boalohany.
Fahitana sy zava-bitan'ny bioinformatics
Amin'izao fotoana izao, ny bioinformaticians dia manao fikarohana mahasoa maro. Tsy azo atao ny maka sary an-tsaina ny fivoaran'ny zava-mahadomelina ho an'ny coronavirus raha tsy misy famaritana ny fototarazony sy ny famakafakana bioinformatics sarotra momba ny dingana mitranga mandritra ny aretina. iraisam-pirenena Ny mpahay siansa mampiasa génomika fampitahana sy fomba fianarana milina dia afaka nahatakatra hoe inona no itovizan'ny coronavirus amin'ny pathogens hafa.
Hita fa ny iray amin'ireo endri-javatra ireo dia ny fanamafisana ny signal localization nokleary (NLS) amin'ny viriosy pathogen izay mitranga mandritra ny evolisiona. Ity fikarohana ity dia afaka manampy amin'ny fandalinana ireo karazana viriosy izay mety hampidi-doza ho an'ny olombelona amin'ny ho avy, ary mety hitarika amin'ny fivoaran'ny fanafody fisorohana.
Ankoatr'izay, ny bioinformaticians dia nitana anjara toerana lehibe tamin'ny fampivoarana fomba fanovana genome vaovao, indrindra ny rafitra CRISPR/Cas9 (teknolojia mifototra amin'ny hery fiarovana. ). Noho ny famakafakana bioinformatics momba ny firafitry ny proteinina sy ny fivoaran'ny evolisiona, ny fahamarinan'ny rafitra sy ny fahombiazan'ity rafitra ity dia nitombo be tato anatin'ny taona vitsivitsy, izay nahatonga ny fanovana ny fototarazon'ny zavamananaina maro (anisan'izany ny olombelona).
Afaka mahazo asa tadiavina hatrany am-boalohany na Level Up ianao amin'ny resaka fahaiza-manao sy karama amin'ny alàlan'ny fianarana an-tserasera SkillFactory:
More cours
Source: www.habr.com