In de zomer van 2018 werd in de buurt van Sint-Petersburg een jaarlijkse zomerschool in bio-informatica gehouden, waar 100 studenten en studenten bio-informatica kwamen studeren en leerden over het gebruik ervan op verschillende gebieden van de biologie en de geneeskunde.
De belangrijkste focus van de school lag op kankeronderzoek, maar er waren lezingen over andere gebieden van de bio-informatica, variërend van evolutie tot de analyse van sequentiegegevens van één cel. In de loop van de week leerden de jongens werken met sequentiegegevens van de volgende generatie, geprogrammeerd in Python en R, gebruikten ze standaard bioinformatica-instrumenten en -frameworks, raakten ze vertrouwd met de methoden van systeembiologie, populatiegenetica en medicijnmodellering bij het bestuderen van tumoren. en nog veel meer.
Hieronder vindt u een video van 18 lezingen die op school worden gegeven, met een korte beschrijving en slides. De films gemarkeerd met een asterisk “*” zijn vrij eenvoudig en kunnen zonder voorafgaande voorbereiding worden bekeken.
1*. Oncogenomica en gepersonaliseerde oncologie | Mikhail Pyatnitsky, Onderzoeksinstituut voor Biomedische Chemie
|
Mikhail sprak kort over tumorgenomica en hoe het begrijpen van de evolutie van kankercellen ons in staat stelt praktische problemen in de oncologie op te lossen. De docent besteedde speciale aandacht aan het uitleggen van het verschil tussen oncogenen en tumorsuppressors, methoden voor het zoeken naar ‘kankergenen’ en het identificeren van moleculaire subtypes van tumoren. Concluderend besteedde Mikhail aandacht aan de toekomst van oncogenomica en de problemen die zich kunnen voordoen.
2*. Genetische diagnose van erfelijke tumorsyndromen | Andrej Afanasjev, yRisk
|
Andrey sprak over erfelijke tumorsyndromen en besprak hun biologie, epidemiologie en klinische manifestaties. Een deel van de lezing is gewijd aan de kwestie van genetische tests: wie moet deze ondergaan, wat wordt hiervoor gedaan, welke moeilijkheden ontstaan bij het verwerken van gegevens en het interpreteren van de resultaten, en, ten slotte, welke voordelen het oplevert voor patiënten en hun familieleden? .
3*. De pan-kankeratlas | Duitse Demidov, BIST/UPF
|
Ondanks decennia van onderzoek op het gebied van kankergenomica en epigenomica is het antwoord op de vraag “hoe, waar en waarom tumorsyndromen ontstaan” nog steeds onvolledig. Eén reden hiervoor is de behoefte aan gestandaardiseerde verwerving en verwerking van grote hoeveelheden gegevens om effecten van kleine omvang te detecteren die moeilijk te detecteren zijn in een beperkte dataset (de omvang die typisch is voor een onderzoek binnen een of meerdere laboratoria). , maar die in totaal een belangrijke rol spelen bij een complexe en multifactoriële ziekte als kanker.
De afgelopen jaren zijn veel van de machtigste onderzoeksgroepen ter wereld, zich bewust van dit probleem, begonnen hun krachten te bundelen in pogingen om al deze effecten op te sporen en te beschrijven. Herman sprak over een van deze initiatieven (De PanCancer Atlas) en de resultaten die zijn verkregen als onderdeel van het werk van dit consortium van laboratoria en die in deze lezing zijn gepubliceerd in een speciale uitgave van Cell.
4. ChIP-Seq in de studie van epigenetische mechanismen | Oleg Shpynov, JetBrains Research
|
Regulatie van genexpressie wordt op verschillende manieren uitgevoerd. Tijdens zijn lezing sprak Oleg over epigenetische regulatie door middel van histonmodificatie, de studie van deze processen met behulp van de ChIP-seq-methode en methoden voor het analyseren van de verkregen resultaten.
5. Multiomics in kankeronderzoek | Konstantin Okonechnikov, Duits kankeronderzoekscentrum
|
De ontwikkeling van experimentele technologieën in de moleculaire biologie heeft het mogelijk gemaakt om de studie van een breed scala aan functionele processen in cellen, organen of zelfs het hele organisme te combineren. Om verbindingen tussen componenten van biologische processen tot stand te brengen, is het noodzakelijk om multiomics te gebruiken, die enorme experimentele gegevens uit genomics, transcriptomics, epigenomics en proteomics combineren. Konstantin gaf duidelijke voorbeelden van het gebruik van multi-omics op het gebied van kankeronderzoek met een focus op kinderoncologie.
6. Veelzijdigheid en beperkingen van eencellige analyse | Konstantin Okonetsjnikov
|
Een meer gedetailleerde lezing over single-cell RNA-seq en methoden voor het analyseren van deze gegevens, evenals manieren om voor de hand liggende en verborgen problemen te overwinnen bij het bestuderen ervan.
7. Analyse van eencellige RNA-seq-gegevens | Konstantin Zaitsev, Washington Universiteit in St. Louis
|
Inleidende lezing over single cell sequencing. Konstantin bespreekt sequencing-methoden, moeilijkheden bij laboratoriumwerk en bio-informatica-analyse, en manieren om deze te overwinnen.
8. Diagnose van spierdystrofie met behulp van nanoporiesequencing | Pavel Avdeev, George Washington Universiteit
|
Sequencing met behulp van Oxford Nanopore-technologie heeft voordelen die kunnen worden gebruikt om de genetische oorzaken van ziekten zoals spierdystrofie te identificeren. In zijn lezing sprak Pavel over de ontwikkeling van een pijplijn voor de diagnose van deze ziekte.
9*. Grafiekweergave van het genoom | Ilya Minkin, Pennsylvania State University
|
Grafiekmodellen maken een compacte weergave van een groot aantal vergelijkbare sequenties mogelijk en worden vaak gebruikt in de genomica. Ilya sprak gedetailleerd over hoe genomische sequenties worden gereconstrueerd met behulp van grafieken, hoe en waarom de grafiek van De Bruin wordt gebruikt, in hoeverre een dergelijke ‘grafiek’-benadering de nauwkeurigheid van zoekopdrachten naar mutaties vergroot, en welke onopgeloste problemen met het gebruik van grafieken er nog steeds bestaan.
10*. Vermakelijke proteomics | Pavel Sinitsyn, Max Planck Instituut voor Biochemie (2 delen)
, |,
Eiwitten zijn verantwoordelijk voor de meeste biochemische processen in een levend organisme, en tot nu toe is proteomics de enige methode voor mondiale analyse van de toestand van duizenden eiwitten tegelijk. De reeks opgeloste problemen is indrukwekkend: van het identificeren van antilichamen en antigenen tot het bepalen van de lokalisatie van enkele duizenden eiwitten. In zijn lezingen sprak Pavel over deze en andere toepassingen van proteomics, de huidige ontwikkeling ervan en valkuilen bij data-analyse.
elf*. Basisprincipes van moleculaire simulaties | Pavel Jakovlev, BIOCAD
|
Inleidende theoretische lezing over moleculaire dynamica: waarom het nodig is, wat het doet en hoe het wordt gebruikt in relatie tot de ontwikkeling van geneesmiddelen. Pavel besteedde aandacht aan de methoden van moleculaire dynamica, de verklaring van moleculaire krachten, de beschrijving van verbindingen, de concepten van 'krachtveld' en 'integratie', beperkingen in modellering en nog veel meer.
12*. Moleculaire biologie en genetica | Yuri Barbitov, Instituut voor Bio-informatica
, , |
Een driedelige inleiding tot moleculaire biologie en genetica voor ingenieursstudenten en afgestudeerden. De eerste lezing bespreekt de concepten van de moderne biologie, kwesties van genoomstructuur en het optreden van mutaties. De tweede behandelt in detail de kwesties van het functioneren van genen, de processen van transcriptie en vertaling, de derde behandelt de regulatie van genexpressie en fundamentele moleculair biologische methoden.
13*. Principes van NGS-gegevensanalyse | Yuri Barbitov, Instituut voor Bio-informatica
|
De lezing beschrijft tweede generatie sequencing (NGS) methoden, hun typen en kenmerken. De docent legt gedetailleerd uit hoe de data “output” van de sequencer is gestructureerd, hoe deze wordt omgezet voor analyse en op welke manieren je ermee kunt werken.
14*. Oefen | met behulp van de opdrachtregel Gennady Zakharov, EPAM
Een praktisch overzicht van nuttige Linux-opdrachtregelopdrachten, opties en de basisprincipes van het gebruik ervan. De voorbeelden richten zich op de analyse van gesequentieerde DNA-sequenties. Naast standaard Linux-bewerkingen (bijvoorbeeld cat, grep, sed, awk), worden hulpprogramma's voor het werken met reeksen (samtools, bedtools) overwogen.
15*. Datavisualisatie voor de kleintjes | Nikita Alekseev, ITMO Universiteit
|
Iedereen heeft wel eens de ervaring gehad de resultaten van zijn eigen wetenschappelijke projecten te illustreren of de diagrammen, grafieken en afbeeldingen van anderen te begrijpen. Nikita vertelde hoe ze grafieken en diagrammen correct moest interpreteren, waarbij ze het belangrijkste benadrukte; hoe u duidelijke afbeeldingen kunt maken. Ook benadrukte de docent waar je op moet letten bij het lezen van een artikel of het bekijken van een reclamespot.
16*. Carrières in de bio-informatica | Victoria Korzhova, Max Planck Instituut voor Biochemie
Video: , |
Victoria sprak over de structuur van de academische wetenschap in het buitenland en waar je op moet letten om als bachelor-, master- of masterstudent een carrière in de wetenschap of het bedrijfsleven op te bouwen.
17*. Hoe schrijf je een CV voor een wetenschapper | Victoria Korzhova, Max Planck Instituut voor Biochemie
Wat laat je in het CV staan en wat verwijder je? Welke feiten zijn interessant voor een potentiële laboratoriummanager, en welke kun je beter niet vermelden? Hoe moet u informatie ordenen om uw cv te laten opvallen? Op deze en andere vragen zal de lezing antwoord geven.
18*. Hoe de bio-informaticamarkt werkt | Andrej Afanasjev, yRisk
|
Hoe werkt de markt en waar kan een bio-informaticus werken? Het antwoord op deze vraag wordt gedetailleerd gepresenteerd, met voorbeelden en advies, in Andrey’s lezing.
uiteinde
Zoals je misschien hebt gemerkt, zijn de lezingen op school vrij breed qua onderwerpen - van moleculaire modellering en het gebruik van grafieken voor de assemblage van het genoom, tot de analyse van afzonderlijke cellen en het opbouwen van een wetenschappelijke carrière. Wij van het Instituut voor Bio-informatica proberen een verscheidenheid aan onderwerpen in het schoolprogramma op te nemen om zoveel mogelijk bio-informaticadisciplines te behandelen, en zodat elke deelnemer iets nieuws en nuttigs leert.
De volgende school in bio-informatica wordt gehouden van 29 juli tot 3 augustus 2019 in de buurt van Moskou. . Het onderwerp van dit jaar zal bio-informatica in de ontwikkelingsbiologie en verouderingsonderzoek zijn.
Voor degenen die de bio-informatica diepgaand willen bestuderen, accepteren we nog steeds aanvragen voor onze in Sint-Petersburg. Of volg ons nieuws over de opening van het programma in Moskou dit najaar.
Voor degenen die niet in Sint-Petersburg of Moskou zijn, maar echt bio-informaticus willen worden, hebben we voorbereid in algoritmen, programmeren, genetica en biologie.
Wij hebben er ook tientallen , waar u nu mee aan de slag kunt.
In 2018 werd de zomerschool bio-informatica gehouden met de steun van onze vaste partners: de bedrijven JetBrains, BIOCAD en EPAM, waarvoor we hen hartelijk danken.
Bio-informatica allemaal!
PS Als je het nog niet genoeg vond, и .
Bron: www.habr.com