Latem 2018 roku pod Petersburgiem odbyła się coroczna szkoła letnia z bioinformatyki, na którą przybyło 100 studentów studiów licencjackich i magisterskich, aby studiować bioinformatykę i poznawać jej zastosowanie w różnych dziedzinach biologii i medycyny.
Szkoła skupiała się głównie na badaniach nad rakiem, ale odbywały się wykłady na temat innych dziedzin bioinformatyki, od ewolucji po analizę danych sekwencjonowania pojedynczych komórek. W ciągu tygodnia chłopaki nauczyli się pracować z danymi sekwencjonowania nowej generacji, zaprogramowanymi w Pythonie i R, korzystali ze standardowych narzędzi i frameworków bioinformatycznych, zapoznali się z metodami biologii systemowej, genetyki populacji i modelowania leków podczas badania nowotworów, i wiele więcej.
Poniżej znajdziesz film z 18 wykładami wygłoszonymi w szkole, z krótkim opisem i slajdami. Te oznaczone gwiazdką „*” są dość podstawowe i można je oglądać bez wcześniejszego przygotowania.
1*. Onkogenomika i onkologia spersonalizowana | Michaił Piatnicki, Instytut Badawczy Chemii Biomedycznej
|
Michaił krótko opowiedział o genomice nowotworów i o tym, jak zrozumienie ewolucji komórek nowotworowych pozwala nam rozwiązywać praktyczne problemy w onkologii. Wykładowca szczególną uwagę poświęcił wyjaśnieniu różnicy pomiędzy onkogenami a supresorami nowotworów, metodom poszukiwania „genów nowotworowych” oraz identyfikacji molekularnych podtypów nowotworów. Podsumowując, Michaił zwrócił uwagę na przyszłość onkogenomiki i problemy, jakie mogą się pojawić.
2*. Diagnostyka genetyczna dziedzicznych zespołów nowotworowych | Andriej Afanasjew, Ryzyko
|
Andrey mówił o dziedzicznych zespołach nowotworowych i omawiał ich biologię, epidemiologię i objawy kliniczne. Część wykładu poświęcona jest zagadnieniu badań genetycznych – kto musi się im poddać, co się w tym celu robi, jakie trudności pojawiają się w przetwarzaniu danych i interpretacji wyników, wreszcie jakie korzyści przynosi to pacjentom i ich bliskim .
3*. Atlas Panraka | Niemiec Demidov, BIST/UPF
|
Pomimo kilkudziesięciu lat badań z zakresu genomiki i epigenomiki nowotworów odpowiedź na pytanie „jak, gdzie i dlaczego powstają zespoły nowotworowe” jest wciąż niepełna. Jednym z powodów tego jest potrzeba standaryzowanego pozyskiwania i przetwarzania ogromnych ilości danych w celu wykrycia skutków o małej skali, które są trudne do wykrycia w ograniczonym zbiorze danych (rozmiar typowy dla badania w jednym lub kilku laboratoriach). , ale które łącznie odgrywają znaczącą rolę, ogromną rolę w tak złożonej i wieloczynnikowej chorobie, jak rak.
W ciągu ostatnich kilku lat wiele z najpotężniejszych grup badawczych na świecie, świadomych tego problemu, zaczęło łączyć siły w próbach wykrycia i opisania wszystkich tych efektów. W swoim wykładzie Herman mówił o jednej z takich inicjatyw (Atlas PanCancer) oraz o wynikach uzyskanych w ramach prac tego konsorcjum laboratoriów i opublikowanych w specjalnym numerze Cell.
4. ChIP-Seq w badaniu mechanizmów epigenetycznych | Oleg Szpynow, zespół badawczy JetBrains
|
Regulacja ekspresji genów odbywa się na różne sposoby. Podczas swojego wykładu Oleg mówił o regulacji epigenetycznej poprzez modyfikację histonów, badaniu tych procesów metodą ChIP-seq oraz metodach analizy uzyskanych wyników.
5. Multiomika w badaniach nad rakiem | Konstantin Okonechnikov, Niemieckie Centrum Badań nad Rakiem
|
Rozwój technologii eksperymentalnych w biologii molekularnej umożliwił połączenie badania szerokiego zakresu procesów funkcjonalnych w komórkach, narządach, a nawet całym organizmie. Aby ustalić powiązania między składnikami procesów biologicznych, konieczne jest zastosowanie multiomiki, która łączy ogromne dane eksperymentalne z genomiki, transkryptomiki, epigenomiki i proteomiki. Konstantin podał jasne przykłady zastosowania multiomików w badaniach nad nowotworami, ze szczególnym uwzględnieniem onkologii dziecięcej.
6. Wszechstronność i ograniczenia analizy pojedynczych komórek | Konstanty Okonecznikow
|
Bardziej szczegółowy wykład na temat seq RNA jednokomórkowego i metod analizy tych danych, a także sposobów przezwyciężenia oczywistych i ukrytych problemów podczas ich badania.
7. Analiza danych o sekwencji RNA pojedynczych komórek | Konstantin Zajcew, Uniwersytet Waszyngtoński w St. Louis
|
Wykład wprowadzający na temat sekwencjonowania pojedynczych komórek. Konstantin omawia metody sekwencjonowania, trudności w pracy laboratoryjnej i analizie bioinformatycznej oraz sposoby ich przezwyciężania.
8. Diagnostyka dystrofii mięśniowej metodą sekwencjonowania nanoporów | Pavel Avdeev z Uniwersytetu Jerzego Waszyngtona
|
Sekwencjonowanie z wykorzystaniem technologii Oxford Nanopore ma zalety, które można wykorzystać do identyfikacji genetycznych przyczyn chorób takich jak dystrofia mięśniowa. W swoim wykładzie Paweł mówił o opracowaniu metody diagnozowania tej choroby.
9*. Graficzne przedstawienie genomu | Ilya Minkin z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii
|
Modele graficzne umożliwiają zwartą reprezentację dużej liczby podobnych sekwencji i są często stosowane w genomice. Ilya szczegółowo opowiedziała o tym, jak rekonstruuje się sekwencje genomowe za pomocą wykresów, jak i dlaczego wykorzystuje się wykres de Bruina, jak bardzo takie „grafowe” podejście zwiększa dokładność wyszukiwania mutacji oraz jakie wciąż pozostają nierozwiązane problemy z wykorzystaniem wykresów.
10*. Zabawna proteomika | Pavel Sinitsyn, Instytut Biochemii Maxa Plancka (2 części)
, |,
Białka odpowiadają za większość procesów biochemicznych zachodzących w żywym organizmie, a jak dotąd proteomika jest jedyną metodą globalnej analizy stanu tysięcy białek jednocześnie. Spektrum rozwiązywanych problemów jest imponujące – od identyfikacji przeciwciał i antygenów po określenie lokalizacji kilku tysięcy białek. W swoich wykładach Pavel mówił o tych i innych zastosowaniach proteomiki, jej obecnym rozwoju i pułapkach w analizie danych.
jedenaście*. Podstawowe zasady symulacji molekularnych | Paweł Jakowlew, BIOCAD
|
Wstępny wykład teoretyczny na temat dynamiki molekularnej: dlaczego jest ona potrzebna, do czego służy i jak jest wykorzystywana w odniesieniu do opracowywania leków. Paweł zwrócił uwagę na metody dynamiki molekularnej, wyjaśnienie sił molekularnych, opis połączeń, pojęcia „pola siłowego” i „integracji”, ograniczenia w modelowaniu i wiele innych.
12*. Biologia molekularna i genetyka | Jurij Barbitow, Instytut Bioinformatyki
, , |
Trzyczęściowe wprowadzenie do biologii molekularnej i genetyki dla studentów i absolwentów inżynierii. W pierwszym wykładzie omawiane są pojęcia współczesnej biologii, zagadnienia struktury genomu i występowania mutacji. Druga szczegółowo omawia zagadnienia funkcjonowania genów, procesów transkrypcji i translacji, trzecia obejmuje regulację ekspresji genów oraz podstawowe metody biologii molekularnej.
13*. Zasady analizy danych NGS | Jurij Barbitow, Instytut Bioinformatyki
|
Wykład opisuje metody sekwencjonowania drugiej generacji (NGS), ich rodzaje i charakterystykę. Prowadzący szczegółowo wyjaśnia, jak zorganizowane są dane „wyjściowe” z sekwencera, w jaki sposób są one konwertowane do analizy i jakie są sposoby pracy z nimi.
14*. Używając wiersza poleceń, przećwicz | Giennadij Zacharow, EPAM
Praktyczny przegląd przydatnych poleceń wiersza poleceń Linuksa, opcji i podstaw ich używania. Przykłady skupiają się na analizie sekwencjonowanych sekwencji DNA. Oprócz standardowych operacji Linuksa (na przykład cat, grep, sed, awk) brane są pod uwagę narzędzia do pracy z sekwencjami (samtools, bedtools).
15*. Wizualizacja danych dla najmłodszych | Nikita Aleksiejew z Uniwersytetu ITMO
|
Każdy ma doświadczenie w ilustrowaniu wyników własnych projektów naukowych lub rozumieniu cudzych diagramów, wykresów i zdjęć. Nikita powiedział, jak poprawnie interpretować wykresy i diagramy, podkreślając z nich najważniejsze; jak rysować wyraźne obrazy. Prowadzący podkreślił także, na co zwrócić uwagę czytając artykuł lub oglądając reklamę.
16*. Kariera w bioinformatyce | Victoria Korzhova, Instytut Biochemii Maxa Plancka
Video: , |
Victoria mówiła o strukturze nauki akademickiej za granicą i o tym, na co trzeba zwrócić uwagę, aby budować karierę w nauce lub przemyśle jako student, student lub doktorant.
17*. Jak napisać CV dla naukowca | Victoria Korzhova, Instytut Biochemii Maxa Plancka
Co zostawić w CV, a co usunąć? Jakie fakty zainteresują potencjalnego kierownika laboratorium, a o których lepiej nie wspominać? Jak uporządkować informacje, aby Twoje CV wyróżniało się? Na te i inne pytania odpowie prelekcja.
18*. Jak działa rynek bioinformatyki | Andriej Afanasjew, Ryzyko
|
Jak działa rynek i gdzie może pracować bioinformatyk? Odpowiedź na to pytanie została szczegółowo przedstawiona wraz z przykładami i radami w wykładzie Andreya.
koniec
Jak zapewne zauważyliście, wykłady w szkole mają dość szeroką tematykę – od modelowania molekularnego i wykorzystania grafów do składania genomu, po analizę pojedynczych komórek i budowanie kariery naukowej. W Instytucie Bioinformatyki staramy się uwzględnić w programie szkoły różnorodną tematykę, tak aby objąć jak najwięcej dyscyplin bioinformatyki, a każdy uczestnik nauczył się czegoś nowego i przydatnego.
Najbliższa szkoła bioinformatyki odbędzie się w dniach 29 lipca – 3 sierpnia 2019 r. pod Moskwą. . Tematem tegorocznej edycji będzie bioinformatyka w biologii rozwoju i badaniach nad starzeniem się.
Dla tych, którzy chcą dogłębnie studiować bioinformatykę, nadal przyjmujemy zgłoszenia na nasze studia w Petersburgu. Lub śledź nasze wiadomości o otwarciu programu w Moskwie jesienią tego roku.
Dla tych, którzy nie są w Petersburgu ani w Moskwie, ale naprawdę chcą zostać bioinformatykiem, przygotowaliśmy w algorytmach, programowaniu, genetyce i biologii.
Mamy też dziesiątki , przez które możesz zacząć przechodzić już teraz.
W 2018 roku szkoła letnia z bioinformatyki odbyła się przy wsparciu naszych stałych partnerów – firm JetBrains, BIOCAD i EPAM, za co im serdecznie dziękujemy.
Bioinformatyka dla wszystkich!
PS Jeśli uważasz, że to nie wystarczy, и .
Źródło: www.habr.com