ஆர்கானிக் பெரிய தேதியைப் புரிந்துகொள்ளும் எதிர்கால மக்களைப் பற்றி நாங்கள் பேசுகிறோம். கடந்த இரண்டு தசாப்தங்களாக, மனித மரபணுவின் வரிசைமுறை காரணமாக பகுப்பாய்வு செய்யக்கூடிய உயிரியல் தரவுகளின் அளவு பல மடங்கு அதிகரித்துள்ளது. இதற்கு முன், நம் இரத்தத்தில் சேமிக்கப்பட்ட தகவல்களைப் பயன்படுத்தி, நமது தோற்றத்தைத் தீர்மானிக்க முடியும், சில மருந்துகளுக்கு உடல் எவ்வாறு பிரதிபலிக்கும் என்பதைச் சரிபார்க்கவும், மேலும் நமது உயிரியல் பரம்பரையை மாற்றவும் முடியும் என்று நாம் கற்பனை கூட செய்ய முடியாது.
இதுவும் பிற கட்டுரைகளும் முதலில் தோன்றும் எங்கள் இணையதளத்தில். படித்து மகிழுங்கள்.
சராசரி பயோ இன்ஃபர்மேட்டிஷியனின் பண்புக்கூறுகள் ஒரு புரோகிராமரின் பண்புகளைப் போலவே இருக்கும் - சிவப்பு கண்கள், குனிந்த தோரணை மற்றும் டெஸ்க்டாப்பில் உள்ள காபி கோப்பைகளின் மதிப்பெண்கள். இருப்பினும், இந்த அட்டவணையில் வேலை சுருக்க வழிமுறைகள் மற்றும் கட்டளைகளில் இல்லை, ஆனால் இயற்கையின் குறியீட்டிலேயே உள்ளது, இது நம்மைப் பற்றியும் நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகத்தைப் பற்றியும் நிறைய சொல்ல முடியும்.
இந்தத் துறையில் உள்ள வல்லுநர்கள் பெரிய அளவிலான தரவுகளைக் கையாள்கின்றனர் (உதாரணமாக, ஒரு நபரின் மரபணுவை வரிசைப்படுத்துவதன் முடிவுகள் சுமார் 100 ஜிகாபைட்களை எடுக்கும்). எனவே, அத்தகைய தகவல்களைச் செயலாக்க தரவு அறிவியல் அணுகுமுறைகள் மற்றும் கருவிகள் தேவை. ஒரு வெற்றிகரமான உயிர் தகவலியல் நிபுணர் உயிரியல் மற்றும் வேதியியல் மட்டுமல்ல, தரவு பகுப்பாய்வு முறைகள், புள்ளிவிவரங்கள் மற்றும் கணிதம் ஆகியவற்றைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டும் என்பது தர்க்கரீதியானது - இது அவரது தொழிலை மிகவும் அரிதானதாகவும் தேவையுடனும் ஆக்குகிறது. இத்தகைய நிபுணர்கள் குறிப்பாக புதுமையான மருத்துவம் மற்றும் மருந்து மேம்பாடு ஆகிய துறைகளில் தேவைப்படுகிறார்கள். ஐபிஎம் மற்றும் இன்டெல் போன்ற தொழில்நுட்ப ஜாம்பவான்கள் , உயிர் தகவலியல் ஆய்வுக்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்டது.
உயிர் தகவலியல் நிபுணராக மாற என்ன செய்ய வேண்டும்?
- உயிரியல் மற்றும் வேதியியல் (பல்கலைக்கழக நிலை);
- மாட்ஸ்டாட், நேரியல் இயற்கணிதம், நிகழ்தகவு கோட்பாடு;
- நிரலாக்க மொழிகள் (பைதான் மற்றும் ஆர், பெரும்பாலும் C++ ஐப் பயன்படுத்துகின்றன);
- கட்டமைப்பு பயோ-இன்ஃபர்மேடிக்ஸ்: கணித பகுப்பாய்வு மற்றும் வேறுபட்ட சமன்பாடுகளின் கோட்பாட்டைப் புரிந்துகொள்வது.
நீங்கள் உயிரியல் பின்னணி மற்றும் நிரலாக்கம் மற்றும் கணிதம் ஆகிய இரண்டையும் கொண்டு பயோ இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் துறையில் நுழையலாம். முந்தையவர்களுக்கு, ஆயத்த பயோ-இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் நிரல்களுடன் பணிபுரிவது பொருத்தமானது, பிந்தையவற்றுக்கு, சிறப்புப் பற்றிய கூடுதல் வழிமுறை சுயவிவரம்.
உயிர் தகவலியல் வல்லுநர்கள் என்ன செய்கிறார்கள்?
நவீன உயிர் தகவலியல் இரண்டு முக்கிய கிளைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது - கட்டமைப்பு உயிர் தகவலியல் மற்றும் வரிசை உயிர் தகவலியல். முதல் வழக்கில், ஒரு நபர் கணினியின் முன் அமர்ந்து, உயிரியல் பொருட்களை (உதாரணமாக, டிஎன்ஏ அல்லது புரதங்கள்) 3D காட்சிப்படுத்தலில் படிக்க உதவும் நிரல்களை இயக்குவதைப் பார்க்கிறோம். ஒரு மருந்து மூலக்கூறு ஒரு புரதத்துடன் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கிறது, ஒரு கலத்தில் ஒரு புரதத்தின் இடஞ்சார்ந்த அமைப்பு எப்படி இருக்கும், மூலக்கூறின் பண்புகள் செல்லுலார் கட்டமைப்புகளுடன் அதன் தொடர்புகளை விளக்குவது போன்றவற்றைக் கணிக்கக்கூடிய கணினி மாதிரிகளை அவை உருவாக்குகின்றன.
கட்டமைப்பு பயோ-இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் முறைகள் கல்வி அறிவியலிலும் தொழில்துறையிலும் தீவிரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன: அத்தகைய நிபுணர்கள் இல்லாமல் செய்யக்கூடிய ஒரு மருந்து நிறுவனத்தை கற்பனை செய்வது கடினம். சமீபத்திய ஆண்டுகளில், கணினி முறைகள் சாத்தியமான மருந்துகளைத் தேடும் செயல்முறையை பெரிதும் எளிதாக்கியுள்ளன, இது மருந்து வளர்ச்சியை மிக விரைவான மற்றும் மலிவான செயல்முறையாக மாற்றுகிறது.
SARS-CoV-2 RNA-சார்ந்த RNA பாலிமரேஸ் (இடது), அத்துடன் RNA டூப்ளெக்ஸுடன் அதன் தொடர்பு.
மரபணு என்றால் என்ன?
மரபணு என்பது ஒரு உயிரினத்தின் பரம்பரை கட்டமைப்பைப் பற்றிய அனைத்து தகவல்களாகும். ஏறக்குறைய அனைத்து உயிரினங்களிலும், மரபணுவின் கேரியர் டிஎன்ஏ ஆகும், ஆனால் ஆர்என்ஏ வடிவத்தில் தங்கள் பரம்பரை தகவல்களை அனுப்பும் உயிரினங்கள் உள்ளன. மரபணு பெற்றோரிடமிருந்து குழந்தைகளுக்கு அனுப்பப்படுகிறது, மேலும் இந்த பரிமாற்ற செயல்பாட்டின் போது, பிறழ்வுகள் எனப்படும் பிழைகள் ஏற்படலாம்.
SARS-CoV-2 வைரஸின் RNA-சார்ந்த RNA பாலிமரேஸுடன் remdesivir மருந்தின் தொடர்பு.
தனித்தனி நியூக்ளியோடைடுகள், டிஎன்ஏ மற்றும் மரபணுக்கள், முழு மரபணுக்கள் மற்றும் அவற்றின் ஒன்றோடொன்று ஒப்பீடுகள் வரை - வரிசை பயோ-இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் உயிருள்ள பொருட்களின் உயர் மட்ட அமைப்பைக் கையாள்கிறது.
ஒரு நபர் தனக்கு முன்னால் எழுத்துக்களின் தொகுப்பைப் பார்ப்பதை கற்பனை செய்து பாருங்கள் (ஆனால் எளிமையானது அல்ல, ஆனால் மரபணு அல்லது அமினோ அமிலம் ஒன்று) மற்றும் அவற்றில் உள்ள வடிவங்களைத் தேடுகிறது, கணினி முறைகளைப் பயன்படுத்தி புள்ளிவிவர ரீதியாக அவற்றை விளக்கி உறுதிப்படுத்துகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட நோயுடன் தொடர்புடைய பிறழ்வு அல்லது நோயாளியின் இரத்தத்தில் தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்கள் ஏன் குவிகின்றன என்பதை சீக்வென்ஸ் பயோ இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் விளக்குகிறது. மருத்துவத் தரவுகளுக்கு மேலதிகமாக, வரிசை உயிர் தகவலியல் வல்லுநர்கள் பூமி முழுவதும் உள்ள உயிரினங்களின் விநியோக முறைகள், விலங்குகளின் குழுக்களுக்கு இடையேயான மக்கள்தொகை வேறுபாடுகள் மற்றும் குறிப்பிட்ட மரபணுக்களின் பாத்திரங்கள் மற்றும் செயல்பாடுகளை ஆய்வு செய்கின்றனர். இந்த அறிவியலுக்கு நன்றி, மருந்துகளின் செயல்திறனை சோதிக்கவும், அவற்றின் செயல்பாட்டை விளக்கும் உயிரியல் வழிமுறைகளைப் படிக்கவும் முடியும்.
எடுத்துக்காட்டாக, பயோ இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் பகுப்பாய்விற்கு நன்றி, குளோரைடு சேனல்களில் ஒன்றின் மரபணு சிதைவதால் ஏற்படும் மோனோஜெனிக் நோயான சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும் பிறழ்வுகள் கண்டறியப்பட்டு விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. மனிதனின் நெருங்கிய உயிரியல் உறவினர் யார் என்பதையும், நமது முன்னோர்கள் கிரகத்தைச் சுற்றி எப்படி குடியேறினார்கள் என்பதையும் இப்போது நாம் நன்கு அறிவோம். மேலும், ஒவ்வொரு நபரும், அவரது மரபணுவைப் படிப்பதன் மூலம், அவரது குடும்பம் எங்கிருந்து வருகிறது, அவர் எந்த இனத்தைச் சேர்ந்தவர் என்பதைக் கண்டறிய முடியும். பல வெளிநாட்டு (, ) மற்றும் ரஷ்ய (, ) சேவைகள் இந்த சேவையை ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த விலையில் (சுமார் 20 ஆயிரம் ரூபிள்) பெற அனுமதிக்கின்றன.
MyHeritage இலிருந்து தோற்றம் மற்றும் மக்கள்தொகை இணைப்புக்கான DNA சோதனை பகுப்பாய்வு முடிவுகள்.
23andMe இலிருந்து DNA மக்கள் தொகை சோதனை முடிவுகள்.
மரபணு எவ்வாறு படிக்கப்படுகிறது?
இன்று, மரபணு வரிசைமுறை என்பது ஒரு வழக்கமான செயல்முறையாகும், இது தோராயமாக யாருக்கும் செலவாகும் ஆயிரம் ரூபிள் (ரஷ்யா உட்பட). உங்கள் மரபணுவைப் படிக்க, நீங்கள் ஒரு சிறப்பு ஆய்வகத்தில் நரம்பிலிருந்து இரத்தத்தை தானம் செய்ய வேண்டும்: இரண்டு வாரங்களில் உங்கள் மரபணு பண்புகளின் விரிவான விளக்கத்துடன் முடிக்கப்பட்ட முடிவைப் பெறுவீர்கள். உங்கள் மரபணுவைத் தவிர, உங்கள் குடல் நுண்ணுயிரிகளின் மரபணுக்களை நீங்கள் பகுப்பாய்வு செய்யலாம்: உங்கள் செரிமான அமைப்பில் வசிக்கும் பாக்டீரியாக்களின் பண்புகளை நீங்கள் கற்றுக் கொள்வீர்கள், மேலும் தொழில்முறை ஊட்டச்சத்து நிபுணரின் ஆலோசனையையும் பெறுவீர்கள்.
மரபணுவை வெவ்வேறு முறைகளைப் பயன்படுத்தி படிக்கலாம், இப்போது முக்கிய ஒன்று "அடுத்த தலைமுறை வரிசைமுறை" என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த நடைமுறையைச் செய்ய, முதலில் உயிரியல் மாதிரிகள் பெறப்பட வேண்டும். உடலின் ஒவ்வொரு உயிரணுவும் ஒரே மரபணுவைக் கொண்டுள்ளது, எனவே பெரும்பாலும் மரபணுவைப் படிக்க இரத்தம் எடுக்கப்படுகிறது (இது எளிதானது). செல்கள் பின்னர் உடைந்து மற்ற எல்லாவற்றிலிருந்தும் டிஎன்ஏவை பிரிக்கின்றன. பின்னர், டிஎன்ஏ பல சிறிய துண்டுகளாகப் பிரிக்கப்பட்டு, அவை ஒவ்வொன்றிற்கும் சிறப்பு அடாப்டர்கள் "தைக்கப்படுகின்றன" - செயற்கையாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட அறியப்பட்ட நியூக்ளியோடைடு வரிசைகள். பின்னர் டிஎன்ஏ இழைகள் பிரிக்கப்பட்டு, வரிசைப்படுத்துதல் மேற்கொள்ளப்படும் ஒரு சிறப்புத் தட்டில் அடாப்டர்களைப் பயன்படுத்தி ஒற்றை இழைகள் இணைக்கப்படுகின்றன. வரிசைப்படுத்தலின் போது, நிரப்பு ஒளிரும் லேபிளிடப்பட்ட நியூக்ளியோடைடுகள் டிஎன்ஏ வரிசையில் சேர்க்கப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு பெயரிடப்பட்ட நியூக்ளியோடைடும், இணைக்கப்படும்போது, ஒரு குறிப்பிட்ட அலைநீளத்தின் ஒளிக்கற்றையை வெளியிடுகிறது, இது கணினியில் பதிவு செய்யப்படுகிறது. கணினி அசல் டிஎன்ஏவின் குறுகிய வரிசைகளை இப்படித்தான் படிக்கிறது, பின்னர் அவை சிறப்பு வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்தி அசல் மரபணுவில் இணைக்கப்படுகின்றன.
வரிசை உயிர் தகவலியல் வல்லுநர்கள் பணிபுரியும் தரவுகளின் எடுத்துக்காட்டு: அமினோ அமில வரிசை சீரமைப்பு.
பயோ இன்ஃபர்மேட்டிஷியன்கள் எங்கே வேலை செய்கிறார்கள், எவ்வளவு சம்பாதிக்கிறார்கள்?
உயிர் தகவலியல் பாதை பாரம்பரியமாக தொழில் மற்றும் அறிவியல் என இரண்டு முக்கிய பகுதிகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. ஒரு உயிர் தகவலியல் விஞ்ஞானியாக ஒரு வாழ்க்கை பொதுவாக ஒரு பெரிய நிறுவனத்தில் பட்டதாரி பதவியுடன் தொடங்குகிறது. ஆரம்பத்தில், பயோ-இன்ஃபர்மேட்டிஷியன்கள் தங்கள் நிறுவனம், அவர்கள் பங்கேற்கும் மானியங்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் அவர்களின் இணைப்புகளின் எண்ணிக்கை-அவர்கள் முறையாகப் பணிபுரியும் இடங்களின் அடிப்படையில் அடிப்படைச் சம்பளத்தைப் பெறுகிறார்கள். காலப்போக்கில், மானியங்கள் மற்றும் இணைப்புகளின் எண்ணிக்கை வளர்கிறது, மேலும் ஒரு கல்விச் சூழலில் சுமார் இரண்டு ஆண்டுகள் பணிபுரிந்த பிறகு, ஒரு உயிர் தகவலியல் நிபுணர் சராசரி சம்பளத்தை (70-80 ஆயிரம் ரூபிள்) எளிதாகப் பெறுகிறார், ஆனால் நிறைய விடாமுயற்சி மற்றும் கடின உழைப்பைப் பொறுத்தது. மிகவும் அனுபவம் வாய்ந்த உயிர் தகவலியல் வல்லுநர்கள் தங்கள் சிறப்புப் பகுதிகளில் தங்கள் சொந்த ஆய்வகங்களை இயக்குகிறார்கள்.
பயோ இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் எங்கு படிக்கிறீர்கள்?
- மாஸ்கோ மாநில பல்கலைக்கழகம் - பயோ இன்ஜினியரிங் மற்றும் பயோ இன்ஃபர்மேட்டிக்ஸ் பீடம்
- HSE - உயிரியல் மற்றும் மருத்துவத்தில் தரவு பகுப்பாய்வு (முதுநிலை திட்டம்)
- MIPT - உயிர் தகவலியல் துறை
- இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் பயோ இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் (NPO)
ஒரு அகாடமியைப் போலல்லாமல், தொழில்துறையில் உள்ள எவரும் ஒரு பணியாளருக்கு தேவையான திறன்களைக் கற்பிப்பதில் தங்கள் நேரத்தை செலவிட மாட்டார்கள், எனவே அங்கு செல்வது பொதுவாக மிகவும் கடினம். தொழில்துறையில் ஒரு உயிர் தகவலியல் நிபுணரின் வாழ்க்கைப் பாதை அவர்களின் நிபுணத்துவம் மற்றும் இருப்பிடத்தைப் பொறுத்து பெரிதும் மாறுபடும். சராசரியாக, இந்தத் துறையில் சம்பளம் ஏற்ற இறக்கமாக இருக்கும் அனுபவம் மற்றும் நிபுணத்துவத்தைப் பொறுத்து ஆயிரம் ரூபிள்.
பிரபல உயிர் தகவல் வல்லுநர்கள்
டிஎன்ஏ தொடர்களைப் படிக்கும் வழியைக் கண்டுபிடித்ததற்காக 1980 ஆம் ஆண்டில் வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசைப் பெற்ற ஆங்கிலேய விஞ்ஞானி ஃபிரடெரிக் சாங்கர் என்பவரிடம் உயிரித் தகவலியல் வரலாற்றைக் காணலாம். அப்போதிருந்து, வரிசை வாசிப்பு முறைகள் ஒவ்வொரு ஆண்டும் மேம்பட்டன, ஆனால் "Sanger sequencing" முறை இந்த பகுதியில் அனைத்து மேலும் ஆராய்ச்சிகளுக்கும் அடிப்படையாக செயல்பட்டது.
மூலம், ரஷ்ய விஞ்ஞானிகளால் உருவாக்கப்பட்ட பல திட்டங்கள் இப்போது உலகம் முழுவதும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன - எடுத்துக்காட்டாக, மரபணு அசெம்பிளர் , - செயின்ட். செயின்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க் நிறுவனத்தில் உருவாக்கப்பட்ட பீட்டர்ஸ்பர்க் ஜீனோம் அசெம்ப்ளர், உயிரினங்களின் அசல் மரபணுக்களை மறுகட்டமைப்பதற்காக உலகம் முழுவதிலுமிருந்து வரும் விஞ்ஞானிகள் குறுகிய டிஎன்ஏ வரிசைகளை பெரிய வரிசைகளாக இணைக்க உதவுகிறது.
உயிர் தகவலியல் கண்டுபிடிப்புகள் மற்றும் சாதனைகள்
இப்போதெல்லாம், உயிரியல் தகவல் வல்லுநர்கள் பல பயனுள்ள கண்டுபிடிப்புகளை செய்கிறார்கள். கொரோனா வைரஸிற்கான மருந்துகளின் வளர்ச்சியை அதன் மரபணு மற்றும் நோயின் போது நிகழும் செயல்முறைகளின் சிக்கலான பயோ-இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றைப் புரிந்து கொள்ளாமல் கற்பனை செய்வது சாத்தியமில்லை. சர்வதேச ஒப்பீட்டு மரபியல் மற்றும் இயந்திர கற்றல் முறைகளைப் பயன்படுத்தும் விஞ்ஞானிகள், மற்ற நோய்க்கிருமிகளுடன் கொரோனா வைரஸ்கள் பொதுவானவை என்ன என்பதைப் புரிந்து கொள்ள முடிந்தது.
பரிணாம வளர்ச்சியின் போது ஏற்படும் நோய்க்கிருமி வைரஸ்களின் அணுக்கரு பரவல் சமிக்ஞைகளை (NLS) வலுப்படுத்துவது இந்த அம்சங்களில் ஒன்றாகும். இந்த ஆராய்ச்சி, எதிர்காலத்தில் மனிதர்களுக்கு ஆபத்தை ஏற்படுத்தக்கூடிய வைரஸ்களின் விகாரங்களை ஆய்வு செய்ய உதவும், மேலும் தடுப்பு மருந்து வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும்.
கூடுதலாக, புதிய மரபணு எடிட்டிங் முறைகள், குறிப்பாக CRISPR/Cas9 அமைப்பு (நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட தொழில்நுட்பம்) வளர்ச்சியில் உயிர்த் தகவல் வல்லுநர்கள் முக்கிய பங்கு வகித்துள்ளனர். ) இந்த புரதங்களின் கட்டமைப்பு மற்றும் அவற்றின் பரிணாம வளர்ச்சியின் பயோ-இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் பகுப்பாய்வுக்கு நன்றி, சமீபத்திய ஆண்டுகளில் இந்த அமைப்பின் துல்லியம் மற்றும் செயல்திறன் கணிசமாக அதிகரித்துள்ளது, இது பல உயிரினங்களின் (மனிதர்கள் உட்பட) மரபணுக்களை வேண்டுமென்றே திருத்துவதை சாத்தியமாக்கியுள்ளது.
SkillFactory ஆன்லைன் படிப்புகளை மேற்கொள்வதன் மூலம் திறன்கள் மற்றும் சம்பளத்தின் அடிப்படையில் நீங்கள் புதிதாக அல்லது லெவல் அப் தொழிலைப் பெறலாம்:
மேலும் படிப்புகள்
ஆதாரம்: www.habr.com