Sommaren 2018 hölls en årlig sommarskola i bioinformatik nära St. Petersburg, dit 100 studenter och doktorander kom för att studera bioinformatik och lära sig om dess användning inom olika områden av biologi och medicin.
Skolans huvudfokus låg på cancerforskning, men det hölls föreläsningar om andra områden inom bioinformatik, allt från evolution till analys av encellssekvenseringsdata. Under veckans gång lärde sig killarna att arbeta med nästa generations sekvenseringsdata, programmerade i Python och R, använde standardverktyg och ramverk för bioinformatik, blev bekanta med metoderna för systembiologi, populationsgenetik och läkemedelsmodellering när de studerade tumörer, och mycket mer.
Nedan hittar du en video med 18 föreläsningar som hålls på skolan, med en kort beskrivning och bilder. De som är markerade med en asterisk "*" är ganska grundläggande och kan ses utan förberedelser.
1*. Onkogenomik och personlig onkologi | Mikhail Pyatnitsky, forskningsinstitutet för biomedicinsk kemi
|
Mikhail talade kort om tumörgenomik och hur förståelse av cancercellers utveckling gör att vi kan lösa praktiska problem inom onkologi. Föreläsaren ägnade särskild uppmärksamhet åt att förklara skillnaden mellan onkogener och tumörsuppressorer, metoder för att söka efter ”cancergener” och identifiera molekylära subtyper av tumörer. Sammanfattningsvis uppmärksammade Mikhail framtiden för onkogenomik och de problem som kan uppstå.
2*. Genetisk diagnos av ärftliga tumörsyndrom | Andrey Afanasyev, yRisk
|
Andrey talade om ärftliga tumörsyndrom och diskuterade deras biologi, epidemiologi och kliniska manifestationer. En del av föreläsningen ägnas åt frågan om genetisk testning - vem behöver genomgå det, vad görs för detta, vilka svårigheter som uppstår med att bearbeta data och tolka resultaten, och slutligen vilka fördelar det ger för patienter och deras anhöriga .
3*. Pan-canceratlasen | Tyska Demidov, BIST/UPF
|
Trots årtionden av forskning inom cancergenomik och epigenomik är svaret på frågan "hur, var och varför tumörsyndrom uppstår" fortfarande ofullständigt. En anledning till detta är behovet av standardiserad insamling och bearbetning av stora mängder data för att upptäcka effekter av liten omfattning som är svåra att upptäcka i en begränsad datamängd (den storlek som är typisk för en studie inom ett eller flera laboratorier). , men som sammantaget spelar en betydande roll en enorm roll i en så komplex och multifaktoriell sjukdom som cancer.
Under de senaste åren har många av världens mäktigaste forskargrupper, medvetna om detta problem, börjat gå samman i försök att upptäcka och beskriva alla dessa effekter. Herman talade om ett av dessa initiativ (The PanCancer Atlas) och de resultat som erhållits som en del av arbetet i detta konsortium av laboratorier och publicerades i ett specialnummer av Cell i denna föreläsning.
4. ChIP-Seq i studien av epigenetiska mekanismer | Oleg Shpynov, JetBrains Research
|
Reglering av genuttryck utförs på olika sätt. Vid sin föreläsning talade Oleg om epigenetisk reglering genom histonmodifiering, studiet av dessa processer med hjälp av ChIP-seq-metoden och metoder för att analysera de erhållna resultaten.
5. Multiomik i cancerforskning | Konstantin Okonechnikov, tyska cancerforskningscentret
|
Utvecklingen av experimentell teknologi inom molekylärbiologi har gjort det möjligt att kombinera studiet av ett brett spektrum av funktionella processer i celler, organ eller till och med hela organismen. För att etablera kopplingar mellan komponenter i biologiska processer är det nödvändigt att använda multiomics, som kombinerar massiva experimentella data från genomik, transkriptomik, epigenomik och proteomik. Konstantin gav tydliga exempel på användningen av multiomics inom cancerforskningsområdet med fokus på pediatrisk onkologi.
6. Mångsidighet och begränsningar av encellsanalys | Konstantin Okonechnikov
|
En mer detaljerad föreläsning om encellig RNA-seq och metoder för att analysera dessa data, samt sätt att övervinna uppenbara och dolda problem när man studerar dem.
7. Analys av encellig RNA-sekvensdata | Konstantin Zaitsev, Washington University i St. Louis
|
Introduktionsföreläsning om encellssekvensering. Konstantin diskuterar sekvenseringsmetoder, svårigheter i laborationer och bioinformatikanalys, och sätt att övervinna dem.
8. Diagnos av muskeldystrofi med nanoporesekvensering | Pavel Avdeev, George Washington University
|
Sekvensering med hjälp av Oxford Nanopore-teknologi har fördelar som kan användas för att identifiera de genetiska orsakerna till sjukdomar som muskeldystrofi. I sin föreläsning talade Pavel om utvecklingen av en pipeline för att diagnostisera denna sjukdom.
9*. Grafisk representation av genomet | Ilya Minkin, Pennsylvania State University
|
Grafmodeller tillåter kompakt representation av ett stort antal liknande sekvenser och används ofta inom genomik. Ilya talade i detalj om hur genomiska sekvenser rekonstrueras med hjälp av grafer, hur och varför de Bruin-grafen används, hur mycket en sådan "graf"-metod ökar noggrannheten i mutationssökningar och vilka olösta problem med användningen av grafer som fortfarande finns kvar.
10*. Underhållande proteomics | Pavel Sinitsyn, Max Planck Institute of Biochemistry (2 delar)
, |,
Proteiner är ansvariga för de flesta biokemiska processer i en levande organism, och än så länge är proteomik den enda metoden för global analys av tillståndet för tusentals proteiner samtidigt. Utbudet av lösta problem är imponerande - från att identifiera antikroppar och antigener till att bestämma lokaliseringen av flera tusen proteiner. I sina föreläsningar talade Pavel om dessa och andra tillämpningar av proteomik, dess nuvarande utveckling och fallgropar i dataanalys.
elva*. Grundläggande principer för molekylära simuleringar | Pavel Yakovlev, BIOCAD
|
Inledande teoretisk föreläsning om molekylär dynamik: varför det behövs, vad det gör och hur det används i relation till läkemedelsutveckling. Pavel uppmärksammade metoderna för molekylär dynamik, förklaringen av molekylära krafter, beskrivningen av samband, begreppen "kraftfält" och "integration", begränsningar i modellering och mycket mer.
12*. Molekylärbiologi och genetik | Yuri Barbitov, Institutet för bioinformatik
, , |
En tredelad introduktion till molekylärbiologi och genetik för ingenjörsstudenter och akademiker. Den första föreläsningen diskuterar begreppen modern biologi, frågor om genomstruktur och förekomst av mutationer. Den andra täcker i detalj frågorna om genfunktion, processerna för transkription och translation, den tredje täcker reglering av genuttryck och grundläggande molekylärbiologiska metoder.
13*. Principer för NGS dataanalys | Yuri Barbitov, Institutet för bioinformatik
|
Föreläsningen beskriver andra generationens sekvenseringsmetoder (NGS), deras typer och egenskaper. Föreläsaren förklarar i detalj hur data "output" från sequencern är uppbyggd, hur den konverteras för analys och hur man kan arbeta med den.
14*. Använd kommandoraden, öva | Gennady Zakharov, EPAM
En praktisk översikt över användbara Linux-kommandoradskommandon, alternativ och grunderna för att använda dem. Exemplen fokuserar på analys av sekvenserade DNA-sekvenser. Förutom vanliga Linux-operationer (till exempel cat, grep, sed, awk) övervägs verktyg för att arbeta med sekvenser (samtools, bedtools).
15*. Datavisualisering för små | Nikita Alekseev, ITMO-universitetet
|
Alla har haft erfarenhet av att illustrera resultaten av sina egna vetenskapliga projekt eller förstå andras diagram, grafer och bilder. Nikita berättade hur man korrekt tolkar grafer och diagram, och lyfte fram det viktigaste från dem; hur man ritar tydliga bilder. Föreläsaren betonade också vad man ska titta efter när man läser en artikel eller tittar på en reklamfilm.
16*. Karriär inom bioinformatik | Victoria Korzhova, Max Planck Institute of Biochemistry
videor: , |
Victoria talade om strukturen för akademisk vetenskap utomlands och vad du behöver vara uppmärksam på för att bygga en karriär inom vetenskap eller industri som grund-, doktorand- eller doktorand.
17*. Hur man skriver ett CV för en vetenskapsman | Victoria Korzhova, Max Planck Institute of Biochemistry
Vad ska man lämna i CV:t och vad ska man ta bort? Vilka fakta kommer att vara av intresse för en potentiell labbchef, och vilka är bättre att inte nämna? Hur ska du ordna information för att ditt CV ska sticka ut? Föreläsningen kommer att ge svar på dessa och andra frågor.
18*. Så fungerar bioinformatikmarknaden | Andrey Afanasyev, yRisk
|
Hur fungerar marknaden och var kan en bioinformatiker arbeta? Svaret på denna fråga presenteras i detalj, med exempel och råd, i Andreys föreläsning.
end
Som du kanske har märkt är föreläsningar på skolan ganska breda i ämnen - från molekylär modellering och användning av grafer för genomsammansättning, till analys av enstaka celler och att bygga en vetenskaplig karriär. Vi på Institutet för bioinformatik försöker få med en mängd olika ämnen i skolprogrammet för att täcka så många bioinformatiska discipliner som möjligt, och för att varje deltagare ska lära sig något nytt och användbart.
Nästa skola i bioinformatik kommer att hållas från 29 juli till 3 augusti 2019 nära Moskva. . Årets ämne kommer att vara bioinformatik inom utvecklingsbiologi och åldrandeforskning.
För den som vill studera bioinformatik på djupet tar vi fortfarande emot ansökningar till vår i St Petersburg. Eller följ våra nyheter om öppningen av programmet i Moskva i höst.
För den som inte är i S:t Petersburg eller Moskva, men verkligen vill bli bioinformatiker, har vi förberett inom algoritmer, programmering, genetik och biologi.
Vi har också dussintals , som du kan börja gå igenom just nu.
Under 2018 hölls sommarskolan i bioinformatik med stöd av våra ordinarie samarbetspartners – företagen JetBrains, BIOCAD och EPAM, vilket vi tackar dem så mycket för.
Bioinformatik alla!
PS Om du inte tyckte att det var tillräckligt, и .
Källa: will.com