Sommeren 2018 ble det holdt en årlig sommerskole i bioinformatikk i nærheten av St. Petersburg, hvor 100 bachelor- og hovedfagsstudenter kom for å studere bioinformatikk og lære om bruken av den innen ulike felt innen biologi og medisin.
Skolens hovedfokus var på kreftforskning, men det var forelesninger om andre områder innen bioinformatikk, alt fra evolusjon til analyse av enkeltcellesekvenseringsdata. I løpet av uken lærte gutta å jobbe med neste generasjons sekvenseringsdata, programmert i Python og R, brukte standard bioinformatikkverktøy og rammeverk, ble kjent med metodene for systembiologi, populasjonsgenetikk og medikamentmodellering når de studerer svulster, og mye mer.
Nedenfor finner du en video av 18 forelesninger holdt på skolen, med kort beskrivelse og lysbilder. De som er merket med en stjerne "*" er ganske grunnleggende og kan sees uten forutgående forberedelse.
1*. Onkogenomi og personlig onkologi | Mikhail Pyatnitsky, forskningsinstitutt for biomedisinsk kjemi
|
Mikhail snakket kort om tumorgenomikk og hvordan forståelsen av utviklingen av kreftceller lar oss løse praktiske problemer innen onkologi. Foreleseren la spesielt vekt på å forklare forskjellen mellom onkogener og tumorsuppressorer, metoder for å søke etter «kreftgener» og identifisere molekylære subtyper av svulster. Avslutningsvis ga Mikhail oppmerksomhet til fremtiden til onkogenomi og problemene som kan oppstå.
2*. Genetisk diagnose av arvelige tumorsyndromer | Andrey Afanasyev, yRisk
|
Andrey snakket om arvelige tumorsyndromer og diskuterte deres biologi, epidemiologi og kliniske manifestasjoner. En del av foredraget er viet spørsmålet om genetisk testing - hvem må gjennomgå det, hva gjøres for dette, hvilke vanskeligheter som oppstår med å behandle data og tolke resultatene, og til slutt, hvilke fordeler det gir for pasienter og deres pårørende .
3*. Pan-Cancer Atlas | Tyske Demidov, BIST/UPF
|
Til tross for flere tiår med forskning innen kreftgenomikk og epigenomikk, er svaret på spørsmålet "hvordan, hvor og hvorfor tumorsyndromer oppstår" fortsatt ufullstendig. En årsak til dette er behovet for standardisert innhenting og behandling av store datamengder for å oppdage effekter av liten størrelse som er vanskelig å oppdage i et begrenset datasett (størrelsen som er typisk for en studie innenfor ett eller flere laboratorier) , men som til sammen spiller en betydelig rolle en enorm rolle i en så kompleks og multifaktoriell sykdom som kreft.
I løpet av de siste årene har mange av verdens mektigste forskningsgrupper, klar over dette problemet, begynt å slå seg sammen i forsøk på å oppdage og beskrive alle disse effektene. Herman snakket om et av disse initiativene (The PanCancer Atlas) og resultatene oppnådd som en del av arbeidet til dette konsortiet av laboratorier og publisert i en spesialutgave av Cell i denne forelesningen.
4. ChIP-Seq i studiet av epigenetiske mekanismer | Oleg Shpynov, JetBrains Research
|
Regulering av genuttrykk utføres på forskjellige måter. På sitt foredrag snakket Oleg om epigenetisk regulering gjennom histonmodifikasjon, studiet av disse prosessene ved bruk av ChIP-seq-metoden og metoder for å analysere resultatene som er oppnådd.
5. Multiomikk i kreftforskning | Konstantin Okonechnikov, det tyske kreftforskningssenteret
|
Utviklingen av eksperimentelle teknologier innen molekylærbiologi har gjort det mulig å kombinere studiet av et bredt spekter av funksjonelle prosesser i celler, organer eller til og med hele organismen. For å etablere forbindelser mellom komponenter i biologiske prosesser, er det nødvendig å bruke multiomikk, som kombinerer massive eksperimentelle data fra genomikk, transkriptomikk, epigenomikk og proteomikk. Konstantin ga klare eksempler på bruk av multi-omics innen kreftforskning med fokus på pediatrisk onkologi.
6. Allsidighet og begrensninger ved enkeltcelleanalyse | Konstantin Okonechnikov
|
En mer detaljert forelesning om encellet RNA-seq og metoder for å analysere disse dataene, samt måter å overvinne åpenbare og skjulte problemer når man studerer dem.
7. Analyse av enkeltcelle RNA-sekvensdata | Konstantin Zaitsev, Washington University i St. Louis
|
Innledningsforelesning om enkeltcellesekvensering. Konstantin diskuterer sekvenseringsmetoder, vanskeligheter i laboratoriearbeid og bioinformatikkanalyse, og måter å overvinne dem.
8. Diagnose av muskeldystrofi ved bruk av nanopore-sekvensering | Pavel Avdeev, George Washington University
|
Sekvensering ved bruk av Oxford Nanopore-teknologi har fordeler som kan brukes til å identifisere de genetiske årsakene til sykdommer som muskeldystrofi. I sitt foredrag snakket Pavel om utviklingen av en pipeline for å diagnostisere denne sykdommen.
9*. Grafisk representasjon av genomet | Ilya Minkin, Pennsylvania State University
|
Grafmodeller tillater kompakt representasjon av et stort antall lignende sekvenser og brukes ofte i genomikk. Ilya snakket i detalj om hvordan genomiske sekvenser rekonstrueres ved hjelp av grafer, hvordan og hvorfor de Bruin-grafen brukes, hvor mye en slik "graf"-tilnærming øker nøyaktigheten av mutasjonssøk, og hvilke uløste problemer med bruk av grafer som fortsatt gjenstår.
10*. Underholdende proteomikk | Pavel Sinitsyn, Max Planck Institute of Biochemistry (2 deler)
, |,
Proteiner er ansvarlige for de fleste biokjemiske prosesser i en levende organisme, og så langt er proteomikk den eneste metoden for global analyse av tilstanden til tusenvis av proteiner samtidig. Utvalget av problemer som er løst er imponerende - fra å identifisere antistoffer og antigener til å bestemme lokaliseringen av flere tusen proteiner. I sine forelesninger snakket Pavel om disse og andre anvendelser av proteomikk, dens nåværende utvikling og fallgruver i dataanalyse.
elleve*. Grunnleggende prinsipper for molekylære simuleringer | Pavel Yakovlev, BIOCAD
|
Innledende teoretisk forelesning om molekylær dynamikk: hvorfor det trengs, hva det gjør og hvordan det brukes i forhold til legemiddelutvikling. Pavel ga oppmerksomhet til metodene for molekylær dynamikk, forklaringen av molekylære krefter, beskrivelsen av sammenhenger, begrepene "kraftfelt" og "integrasjon", begrensninger i modellering og mye mer.
12*. Molekylærbiologi og genetikk | Yuri Barbitov, Institutt for bioinformatikk
, , |
En tredelt introduksjon til molekylærbiologi og genetikk for ingeniørstudenter og nyutdannede. Den første forelesningen diskuterer begrepene moderne biologi, spørsmål om genomstruktur og forekomst av mutasjoner. Den andre dekker i detalj spørsmålene om genfunksjon, prosessene for transkripsjon og translasjon, den tredje dekker regulering av genuttrykk og grunnleggende molekylærbiologiske metoder.
13. XNUMX*. Prinsipper for NGS-dataanalyse | Yuri Barbitov, Institutt for bioinformatikk
|
Forelesningen beskriver andre generasjons sekvensering (NGS) metoder, deres typer og egenskaper. Foreleseren forklarer i detalj hvordan data "output" fra sequenceren er strukturert, hvordan det konverteres for analyse, og hvordan man kan jobbe med det.
14*. Bruk kommandolinjen, øv på | Gennady Zakharov, EPAM
En praktisk oversikt over nyttige Linux-kommandolinjekommandoer, alternativer og grunnleggende bruk av dem. Eksemplene fokuserer på analyse av sekvenserte DNA-sekvenser. I tillegg til standard Linux-operasjoner (for eksempel cat, grep, sed, awk), vurderes verktøy for å jobbe med sekvenser (samtools, bedtools).
15*. Datavisualisering for små | Nikita Alekseev, ITMO-universitetet
|
Alle har hatt erfaring med å illustrere resultatene av egne vitenskapelige prosjekter eller forstå andres diagrammer, grafer og bilder. Nikita fortalte hvordan man tolker grafer og diagrammer riktig, og fremhevet det viktigste fra dem; hvordan tegne klare bilder. Foreleseren la også vekt på hva man bør se etter når man leser en artikkel eller ser en reklamefilm.
16*. Karrierer innen bioinformatikk | Victoria Korzhova, Max Planck Institute of Biochemistry
Video: , |
Victoria snakket om strukturen til akademisk vitenskap i utlandet og hva du må være oppmerksom på for å bygge en karriere innen vitenskap eller industri som en undergraduate, graduate eller graduate student.
17*. Hvordan skrive en CV for en vitenskapsmann | Victoria Korzhova, Max Planck Institute of Biochemistry
Hva skal man legge igjen i CV-en og hva skal man fjerne? Hvilke fakta vil være av interesse for en potensiell laboratorieleder, og hvilke er bedre å ikke nevne? Hvordan bør du ordne informasjon for å få CV-en din til å skille seg ut? Foredraget vil gi svar på disse og andre spørsmål.
18*. Hvordan bioinformatikkmarkedet fungerer | Andrey Afanasyev, yRisk
|
Hvordan fungerer markedet og hvor kan en bioinformatiker jobbe? Svaret på dette spørsmålet presenteres i detalj, med eksempler og råd, i Andreys forelesning.
end
Som du kanskje har lagt merke til, er forelesninger ved skolen ganske brede i temaer – fra molekylær modellering og bruk av grafer for genomsamling, til analyse av enkeltceller og oppbygging av en vitenskapelig karriere. Vi ved Institutt for bioinformatikk prøver å inkludere en rekke temaer i skoleprogrammet for å dekke så mange bioinformatikkdisipliner som mulig, og slik at hver deltaker lærer noe nytt og nyttig.
Neste skole i bioinformatikk holdes fra 29. juli til 3. august 2019 i nærheten av Moskva. . Årets tema vil være bioinformatikk i utviklingsbiologi og aldringsforskning.
For de som ønsker å studere bioinformatikk i dybden, tar vi fortsatt imot søknader til vår i St. Petersburg. Eller følg våre nyheter om åpningen av programmet i Moskva til høsten.
For de som ikke er i St. Petersburg eller Moskva, men virkelig ønsker å bli bioinformatiker, har vi forberedt i algoritmer, programmering, genetikk og biologi.
Vi har også dusinvis , som du kan begynne å gå gjennom akkurat nå.
I 2018 ble sommerskolen i bioinformatikk avholdt med støtte fra våre faste samarbeidspartnere – selskapene JetBrains, BIOCAD og EPAM, som vi takker dem veldig for.
Bioinformatikk alle sammen!
PS Hvis du ikke trodde det var nok, и .
Kilde: www.habr.com