No verão de 2018, uma escola anual de verão em bioinformática foi realizada perto de São Petersburgo, onde 100 estudantes de graduação e pós-graduação vieram estudar bioinformática e aprender sobre seu uso em vários campos da biologia e da medicina.
O foco principal da escola era a pesquisa do câncer, mas havia palestras sobre outras áreas da bioinformática, que vão desde a evolução até a análise de dados de sequenciamento unicelular. Ao longo da semana, os rapazes aprenderam a trabalhar com dados de sequenciamento de última geração, programados em Python e R, usaram ferramentas e frameworks de bioinformática padrão, familiarizaram-se com os métodos de biologia de sistemas, genética populacional e modelagem de medicamentos no estudo de tumores, e muito mais.
Abaixo você encontra um vídeo de 18 palestras ministradas na escola, com breve descrição e slides. Aqueles marcados com um asterisco “*” são bastante básicos e podem ser assistidos sem preparação prévia.
1*. Oncogenômica e oncologia personalizada | Mikhail Pyatnitsky, Instituto de Pesquisa de Química Biomédica
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Mikhail falou brevemente sobre a genômica do tumor e como a compreensão da evolução das células cancerígenas nos permite resolver problemas práticos em oncologia. O palestrante deu especial atenção à explicação da diferença entre oncogenes e supressores de tumor, métodos de busca de “genes de câncer” e identificação de subtipos moleculares de tumores. Concluindo, Mikhail prestou atenção ao futuro da oncogenômica e aos problemas que podem surgir.
2*. Diagnóstico genético de síndromes tumorais hereditárias | Andrey Afanasyev, yRisk
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Andrey falou sobre síndromes tumorais hereditárias e discutiu sua biologia, epidemiologia e manifestações clínicas. Parte da palestra é dedicada à questão do teste genético - quem precisa fazer, o que é feito para isso, quais as dificuldades que surgem no processamento dos dados e na interpretação dos resultados e, por fim, quais os benefícios que isso traz aos pacientes e seus familiares .
3*. O Atlas Pan-Câncer | Alemão Demidov, BIST/UPF
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Apesar de décadas de investigação no domínio da genómica e epigenómica do cancro, a resposta à questão “como, onde e porquê surgem as síndromes tumorais” ainda está incompleta. Uma razão para isto é a necessidade de aquisição e processamento padronizados de grandes quantidades de dados, a fim de detectar efeitos de pequena magnitude que são difíceis de detectar num conjunto de dados limitado (o tamanho típico de um estudo dentro de um ou vários laboratórios). , mas que no seu conjunto desempenham um papel significativo e enorme numa doença tão complexa e multifatorial como o cancro.
Nos últimos anos, muitos dos grupos de investigação mais poderosos do mundo, conscientes deste problema, começaram a unir forças na tentativa de detectar e descrever todos estes efeitos. Herman falou sobre uma dessas iniciativas (The PanCancer Atlas) e os resultados obtidos no trabalho deste consórcio de laboratórios e publicados em edição especial da Cell nesta palestra.
4. ChIP-Seq no estudo de mecanismos epigenéticos | Oleg Shpynov, Pesquisa JetBrains
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A regulação da expressão genética é realizada de diferentes maneiras. Em sua palestra, Oleg falou sobre regulação epigenética por meio da modificação de histonas, o estudo desses processos utilizando o método ChIP-seq e métodos de análise dos resultados obtidos.
5. Multiômica na Pesquisa do Câncer | Konstantin Okonechnikov, Centro Alemão de Pesquisa do Câncer
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O desenvolvimento de tecnologias experimentais em biologia molecular tem permitido combinar o estudo de uma ampla gama de processos funcionais em células, órgãos ou mesmo em todo o organismo. Para estabelecer conexões entre componentes de processos biológicos, é necessário o uso da multiômica, que combina massivos dados experimentais de genômica, transcriptômica, epigenômica e proteômica. Konstantin deu exemplos claros do uso de multiômicas no campo da pesquisa do câncer, com foco na oncologia pediátrica.
6. Versatilidade e Limitações da Análise de Célula Única | Konstantin Okonechnikov
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Uma palestra mais detalhada sobre RNA-seq unicelular e métodos para analisar esses dados, bem como maneiras de superar problemas óbvios e ocultos ao estudá-los.
7. Análise de dados de RNA-seq unicelulares | Konstantin Zaitsev, Universidade de Washington em St.
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Palestra introdutória sobre sequenciamento unicelular. Konstantin discute métodos de sequenciamento, dificuldades no trabalho de laboratório e análise de bioinformática e formas de superá-los.
8. Diagnóstico de distrofia muscular utilizando sequenciamento de nanoporos | Pavel Avdeev, Universidade George Washington
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O sequenciamento utilizando a tecnologia Oxford Nanopore apresenta vantagens que podem ser utilizadas para identificar as causas genéticas de doenças como a distrofia muscular. Em sua palestra, Pavel falou sobre o desenvolvimento de um pipeline para o diagnóstico dessa doença.
9*. Representação gráfica do genoma | Ilya Minkin, Universidade Estadual da Pensilvânia
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Os modelos gráficos permitem a representação compacta de um grande número de sequências semelhantes e são frequentemente usados em genômica. Ilya falou em detalhes sobre como as sequências genômicas são reconstruídas usando gráficos, como e por que o gráfico de De Bruin é usado, o quanto essa abordagem de “gráfico” aumenta a precisão das pesquisas de mutação e quais problemas não resolvidos com o uso de gráficos ainda permanecem.
10*. Proteômica divertida | Pavel Sinitsyn, Instituto Max Planck de Bioquímica (2 partes)
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As proteínas são responsáveis pela maioria dos processos bioquímicos num organismo vivo e, até agora, a proteómica é o único método para análise global do estado de milhares de proteínas simultaneamente. A gama de problemas resolvidos é impressionante - desde a identificação de anticorpos e antígenos até a determinação da localização de vários milhares de proteínas. Em suas palestras, Pavel falou sobre essas e outras aplicações da proteômica, seu desenvolvimento atual e as armadilhas na análise de dados.
onze*. Princípios básicos de simulações moleculares | Pavel Yakovlev, BIOCAD
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Aula teórica introdutória sobre dinâmica molecular: por que é necessária, o que faz e como é utilizada em relação ao desenvolvimento de medicamentos. Pavel prestou atenção aos métodos de dinâmica molecular, à explicação das forças moleculares, à descrição das conexões, aos conceitos de “campo de força” e “integração”, às limitações na modelagem e muito mais.
12*. Biologia Molecular e Genética | Yuri Barbitov, Instituto de Bioinformática
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Uma introdução em três partes à biologia molecular e genética para estudantes e graduados em engenharia. A primeira palestra discute os conceitos da biologia moderna, questões de estrutura do genoma e ocorrência de mutações. O segundo aborda detalhadamente as questões do funcionamento dos genes, os processos de transcrição e tradução, o terceiro aborda a regulação da expressão gênica e os métodos básicos de biologia molecular.
13*. Princípios de análise de dados NGS | Yuri Barbitov, Instituto de Bioinformática
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A palestra descreve métodos de sequenciamento de segunda geração (NGS), seus tipos e características. O palestrante explica detalhadamente como a “saída” de dados do sequenciador é estruturada, como ela é convertida para análise e quais são as formas de trabalhar com ela.
14*. Usando a linha de comando, pratique | Gennady Zakharov, EPAM
Uma visão geral prática dos comandos úteis da linha de comando do Linux, opções e noções básicas de como usá-los. Os exemplos concentram-se na análise de sequências de DNA sequenciadas. Além das operações padrão do Linux (por exemplo, cat, grep, sed, awk), são considerados utilitários para trabalhar com sequências (samtools, bedtools).
15*. Visualização de dados para os mais pequenos | Nikita Alekseev, Universidade ITMO
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Todos já tiveram a experiência de ilustrar os resultados de seus próprios projetos científicos ou de compreender diagramas, gráficos e imagens de outras pessoas. Nikita ensinou como interpretar corretamente gráficos e diagramas, destacando o principal deles; como desenhar imagens claras. O palestrante também enfatizou o que procurar ao ler uma matéria ou assistir a um comercial.
16*. Carreiras em Bioinformática | Victoria Korzhova, Instituto Max Planck de Bioquímica
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Victoria falou sobre a estrutura da ciência acadêmica no exterior e o que você precisa prestar atenção para construir uma carreira na ciência ou na indústria como estudante de graduação, pós-graduação ou pós-graduação.
17*. Como escrever um currículo para um cientista | Victoria Korzhova, Instituto Max Planck de Bioquímica
O que deixar no currículo e o que retirar? Que fatos serão do interesse de um potencial gerente de laboratório e quais é melhor não mencionar? Como você deve organizar as informações para destacar seu currículo? A palestra dará respostas a essas e outras perguntas.
18*. Como funciona o mercado de bioinformática | Andrey Afanasyev, yRisk
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Como funciona o mercado e onde pode atuar um bioinformático? A resposta a esta pergunta é apresentada detalhadamente, com exemplos e conselhos, na palestra de Andrey.
Конец
Como você deve ter notado, as palestras da escola são bastante amplas em temas - desde modelagem molecular e uso de gráficos para montagem de genoma, até análise de células únicas e construção de uma carreira científica. Nós, do Instituto de Bioinformática, tentamos incluir uma variedade de tópicos no currículo escolar, a fim de abranger o maior número possível de disciplinas de bioinformática e para que cada participante aprenda algo novo e útil.
A próxima escola de bioinformática será realizada de 29 de julho a 3 de agosto de 2019, perto de Moscou. . O tema deste ano será bioinformática na biologia do desenvolvimento e na pesquisa do envelhecimento.
Para quem deseja estudar a fundo a bioinformática, ainda estamos aceitando inscrições para o nosso em São Petersburgo. Ou acompanhe nossas novidades sobre a abertura do programa em Moscou neste outono.
Para quem não está em São Petersburgo ou Moscou, mas quer muito se tornar um bioinformático, preparamos em algoritmos, programação, genética e biologia.
Também temos dezenas , que você pode começar a analisar agora mesmo.
Em 2018, a escola de verão em bioinformática foi realizada com o apoio dos nossos parceiros regulares - as empresas JetBrains, BIOCAD e EPAM, pelos quais muito agradecemos.
Bioinformática a todos!
PS Se você não achou que era suficiente, и .
Fonte: habr.com