Urang ngobrol ngeunaan jalma kahareup anu decipher tanggal badag organik. Sapanjang dua dasawarsa katukang, jumlah data biologis anu tiasa dianalisis parantos ningkat sababaraha kali lipat kusabab urutan génom manusa. Sateuacan ieu, urang malah teu bisa ngabayangkeun yén ngagunakeun informasi sacara harfiah disimpen dina getih urang, éta bakal mungkin pikeun nangtukeun asal urang, pariksa kumaha awak bakal meta pikeun ubar tangtu, komo ngarobah turunan biologis urang.
Ieu sareng artikel sanésna muncul munggaran dina dina ramatloka kami. Wilujeng maca.
Atribut tina bioinformatician rata-rata sami sareng programmer - panon beureum, sikep stooped sareng tanda tina cangkir kopi dina desktop. Sanajan kitu, dina tabel ieu karya teu on algoritma abstrak sarta paréntah, tapi dina kode alam sorangan, nu bisa ngabejaan urang loba ngeunaan urang jeung dunya sabudeureun urang.
Spesialis dina widang ieu ngurus jumlah badag data (contona, hasil sequencing génom hiji jalma nyokot nepi ka 100 gigabytes). Ku alatan éta, ngolah rupa-rupa inpormasi peryogi pendekatan sareng alat Élmu Data. Logis yén saurang ahli bioinformatika anu suksés kedah ngartos henteu ngan ukur biologi sareng kimia, tapi ogé metode analisa data, statistik sareng matematika - ieu ngajantenkeun profésina jarang pisan sareng paménta. Spesialis sapertos kitu diperyogikeun khusus dina bidang ubar inovatif sareng pamekaran ubar. Raksasa téknologi sapertos IBM sareng Intel , dedicated ka ulikan ngeunaan bioinformatics.
Naon anu diperyogikeun pikeun janten ahli bioinformatika?
- Biologi sareng Kimia (tingkat universitas);
- Matstat, aljabar linier, téori probabiliti;
- Basa pemrograman (Python sareng R, sering ogé nganggo C ++);
- Pikeun bioinformatika struktural: pamahaman analisis matematik jeung téori persamaan diferensial.
Anjeun tiasa lebet kana widang bioinformatika sareng latar biologis sareng pangaweruh ngeunaan program sareng matematika. Pikeun anu baheula, damel sareng program bioinformatika anu siap-siap cocog, pikeun anu terakhir, profil anu langkung algoritma khusus.
Naon anu dilakukeun ku ahli bioinformatika?
Bioinformatika modéren dibagi jadi dua cabang utama - bioinformatika struktural sareng bioinformatika sekuen. Dina kasus nu pertama, urang ningali hiji jalma diuk di hareup komputer tur ngajalankeun program nu mantuan diajar objék biologis (contona, DNA atawa protéin) dina visualizations 3D. Aranjeunna ngawangun modél komputer anu ngamungkinkeun pikeun ngaduga kumaha molekul ubar bakal berinteraksi sareng protéin, kumaha struktur spasial protéin dina sél, naon sipat molekul ngajelaskeun interaksina sareng struktur sélulér, jsb.
Metode bioinformatika struktural aktip dianggo dina élmu akademik sareng industri: sesah ngabayangkeun perusahaan farmasi anu tiasa ngalakukeun tanpa spesialis sapertos kitu. Dina taun-taun ayeuna, metode komputer parantos nyederhanakeun prosés milarian ubar poténsial, ngajantenkeun pamekaran farmasi janten prosés anu langkung gancang sareng langkung mirah.
SARS-CoV-2 RNA-dependent RNA polymerase (kénca), ogé pakaitna jeung RNA duplex.
Naon génom?
Génom nyaéta sakabéh informasi ngeunaan struktur turunan hiji organisme. Dina ampir kabéh mahluk hirup, pamawa génom nyaéta DNA, tapi aya organisme nu ngirimkeun informasi turunan maranéhanana dina bentuk RNA. Génom disalurkeun ti kolot ka budak, sareng salami prosés pangiriman ieu, kasalahan anu disebut mutasi tiasa lumangsung.
Interaksi obat remdesivir sareng RNA polimérase RNA gumantung tina virus SARS-CoV-2.
Sekuen bioinformatika ngurus tingkat organisasi zat hirup nu leuwih luhur - ti nukléotida individu, DNA jeung gén, nepi ka sakabéh génom jeung babandinganana jeung unggal lianna.
Bayangkeun jalma anu ningali di hareupeunana susunan hurup alfabét (tapi lain basajan, tapi genetik atawa asam amino) jeung néangan pola di antarana, ngajelaskeun tur confirming aranjeunna statistik, ngagunakeun métode komputer. Sekuen bioinformatika ngécéskeun mutasi mana anu aya hubunganana sareng panyakit khusus atanapi kunaon zat ngabahayakeun akumulasi dina getih pasien. Salian data médis, bioinformaticians runtuyan nalungtik pola sebaran organisme sakuliah bumi, béda populasi antara grup sato, sarta peran sarta fungsi gén husus. Hatur nuhun kana élmu ieu, anjeun tiasa nguji efektivitas ubar sareng diajar mékanisme biologis anu ngajelaskeun tindakanna.
Contona, berkat analisis bioinformatics, mutasi ngarah kana ngembangkeun cystic fibrosis, kasakit monogenic disababkeun ku ngarecahna gén salah sahiji saluran klorida, kapanggih jeung dijelaskeun. Sareng ayeuna urang terang langkung saé saha dulur biologis pangdeukeutna manusa sareng kumaha karuhun urang netep di sakumna pangeusina. Sumawona, unggal jalma, ku maca génomna, tiasa terang ti mana kulawargana asalna sareng kelompok étnis naon anjeunna. Loba asing (, ) jeung Rusia (, ) jasa ngidinan Anjeun pikeun meunangkeun layanan ieu harga rélatif low (kira-kira 20 sarébu rubles).
Hasil analisis tes DNA pikeun asal jeung populasi afiliasi ti MyHeritage.
Hasil tés populasi DNA ti 23andMe.
Kumaha maca génom?
Kiwari, sequencing génom mangrupikeun prosedur rutin anu bakal ngarugikeun saha waé sarébu rubles (kaasup di Rusia). Pikeun maca génom anjeun, anjeun ngan ukur kedah nyumbang getih tina urat dina laboratorium khusus: dina dua minggu anjeun bakal nampi hasil anu réngsé kalayan pedaran lengkep ngeunaan ciri genetik anjeun. Salian génom anjeun, anjeun tiasa nganalisis génom mikrobiota peujit anjeun: anjeun bakal diajar karakteristik baktéri anu nyicingan sistem pencernaan anjeun, sareng ogé nampi saran ti ahli gizi profésional.
Génom tiasa dibaca nganggo metode anu béda, salah sahiji anu utama ayeuna nyaéta anu disebut "sequencing generasi salajengna". Pikeun ngalaksanakeun prosedur ieu, sampel biologis kedah dicandak heula. Unggal sél awak boga génom sarua, jadi paling sering getih dicokot pikeun maca génom (ieu nu panggampangna). Sél lajeng ngarecah sarta misahkeun DNA tina sagalana sejenna. Lajeng, DNA anu dihasilkeun dibagi jadi sababaraha lembar leutik sarta adapters husus "dijahit" ka unggal sahijina - artifisial disintésis runtuyan nukléotida dipikawanoh. Teras untaian DNA dipisahkeun, sareng untaian untaian tunggal dipasang nganggo adaptor kana piring khusus dimana sekuen dilumangsungkeun. Salila sequencing, nukléotida dilabel fluoresensi komplementer ditambahkeun kana runtuyan DNA. Unggal nukléotida dilabélan, nalika napel, emits sinar cahaya tina panjang gelombang nu tangtu, nu kacatet dina komputer. Ieu kumaha komputer maca runtuyan pondok tina DNA aslina, nu lajeng dirakit kana génom aslina ngagunakeun algoritma husus.
Conto data anu dianggo ku para ahli bioinformatika: alignment urutan asam amino.
Dimana bioinformaticians damel sareng sabaraha aranjeunna earn?
Jalur bioinformatika sacara tradisional dibagi kana dua daérah utama - industri sareng sains. Karir salaku élmuwan bioinformatika biasana dimimitian ku posisi lulusan di lembaga utama. Mimitina, bioinformatician nampi gaji dasar dumasar kana lembagana, jumlah hibah anu aranjeunna ilubiung, sareng jumlah afiliasi-tempat dimana aranjeunna padamelan sacara resmi. Kana waktu, jumlah hibah jeung afiliasi tumuwuh, sarta sanggeus ngeunaan sababaraha taun gawe di lingkungan akademik, bioinformatician gampang narima gaji rata (70-80 sarébu rubles), tapi loba gumantung kana karajinan jeung gawé teuas. Ahli bioinformatika anu paling ngalaman tungtungna ngajalankeun laboratorium sorangan di daérah spésialisasina.
Dimana anjeun diajar pikeun bioinformatika?
- Moscow State University - Fakultas Bioengineering na Bioinformatics
- HSE - Analisis Data dina Biologi sareng Kedokteran (program Master)
- MIPT - Jurusan Bioinformatika
- Institut Bioinformatika (NPO)
Beda sareng akademi, teu aya anu di industri bakal nyéépkeun waktosna ngajar karyawan kaahlian anu dipikabutuh, janten biasana langkung sesah. Jalur karir bioinformatician di industri béda-béda pisan gumantung kana spésialisasi sareng lokasina. Rata-rata, gaji dina widang ieu turun naek sarébu rubles, gumantung kana pangalaman jeung Spésialisasi.
bioinformaticians kawentar
Sajarah bioinformatika tiasa disusud deui ka Frederick Sanger, élmuwan Inggris anu nampi Hadiah Nobel Kimia taun 1980 pikeun mendakan cara maca sekuen DNA. Saprak harita, métode runtuyan bacaan geus ningkat unggal taun, tapi métode "Sanger sequencing" dijadikeun dadasar pikeun sakabéh panalungtikan salajengna di wewengkon ieu.
Ku jalan kitu, loba program dijieun ku élmuwan Rusia ayeuna loba dipaké di sakuliah dunya - contona, assembler génom. , - St. Petersburg génom assembler, dijieun di St Petersburg Institute, mantuan élmuwan ti sakuliah dunya ngumpul runtuyan DNA pondok kana runtuyan nu leuwih gede pikeun ngarekonstruksikeun génom aslina organisme.
Papanggihan sareng prestasi bioinformatika
Kiwari, ahli bioinformatika nyieun loba pamanggihan mangpaat. Moal mungkin pikeun ngabayangkeun pamekaran obat pikeun coronavirus tanpa deciphering génom sareng analisa bioinformatics rumitna tina prosés anu lumangsung nalika panyakit. Internasional Élmuwan anu ngagunakeun génomics komparatif sareng metode pembelajaran mesin tiasa ngartos naon anu coronaviruses sami sareng patogén sanés.
Tétéla yén salah sahiji fitur ieu nyaéta penguatan sinyal lokalisasi nuklir (NLS) tina virus patogén anu lumangsung nalika évolusi. Panaliti ieu tiasa ngabantosan diajar galur virus anu berpotensi ngabahayakeun pikeun manusa di hareup, sareng panginten tiasa ngakibatkeun pangembangan ubar preventif.
Salaku tambahan, ahli bioinformatika parantos maénkeun peran konci dina pamekaran metode édisi génom énggal, khususna sistem CRISPR / Cas9 (téhnologi dumasar kana sistem imun. ). Hatur nuhun kana analisa bioinformatika ngeunaan struktur protéin ieu sareng pamekaran évolusionérna, akurasi sareng efisiensi sistem ieu parantos ningkat sacara signifikan dina taun-taun ayeuna, anu ngamungkinkeun pikeun ngahaja ngédit génom tina seueur organisme (kaasup manusa).
Anjeun tiasa kéngingkeun profési anu dipilarian ti mimiti atanapi Level Up dina hal kaahlian sareng gaji ku nyandak kursus online SkillFactory:
Langkung kursus
sumber: www.habr.com