మేము సేంద్రీయ పెద్ద తేదీని అర్థంచేసుకునే భవిష్యత్ వ్యక్తుల గురించి మాట్లాడుతున్నాము. గత రెండు దశాబ్దాలుగా, మానవ జన్యువు యొక్క క్రమం కారణంగా విశ్లేషించగల జీవసంబంధమైన డేటా మొత్తం చాలా రెట్లు పెరిగింది. దీనికి ముందు, మన రక్తంలో అక్షరాలా నిల్వ చేయబడిన సమాచారాన్ని ఉపయోగించి, మన మూలాన్ని గుర్తించడం, శరీరం కొన్ని మందులకు ఎలా స్పందిస్తుందో తనిఖీ చేయడం మరియు మన జీవసంబంధమైన వారసత్వాన్ని కూడా మార్చడం సాధ్యమవుతుందని మనం ఊహించలేము.
ఇది మరియు ఇతర కథనాలు మొదటగా కనిపిస్తాయి మా వెబ్‌సైట్‌లో. చదివి ఆనందించండి.
సగటు బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్ యొక్క లక్షణాలు ప్రోగ్రామర్ యొక్క లక్షణాలతో సమానంగా ఉంటాయి - ఎరుపు కళ్ళు, వంగి ఉన్న భంగిమ మరియు డెస్క్‌టాప్‌పై కాఫీ కప్పుల నుండి గుర్తులు. అయితే, ఈ పట్టికలో పని వియుక్త అల్గారిథమ్‌లు మరియు ఆదేశాలపై కాదు, కానీ ప్రకృతి కోడ్‌పైనే ఉంటుంది, ఇది మన గురించి మరియు మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచం గురించి చాలా చెప్పగలదు.
ఈ రంగంలోని నిపుణులు భారీ మొత్తంలో డేటాతో వ్యవహరిస్తారు (ఉదాహరణకు, ఒక వ్యక్తి యొక్క జన్యువును క్రమం చేసే ఫలితాలు సుమారు 100 గిగాబైట్లను తీసుకుంటాయి). అందువల్ల, అటువంటి సమాచార శ్రేణిని ప్రాసెస్ చేయడానికి డేటా సైన్స్ విధానాలు మరియు సాధనాలు అవసరం. విజయవంతమైన బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్ జీవశాస్త్రం మరియు రసాయన శాస్త్రాన్ని మాత్రమే కాకుండా, డేటా విశ్లేషణ పద్ధతులు, గణాంకాలు మరియు గణితాన్ని కూడా అర్థం చేసుకోవడం తార్కికం - ఇది అతని వృత్తిని చాలా అరుదుగా మరియు డిమాండ్‌లో చేస్తుంది. వినూత్న వైద్యం మరియు ఔషధాల అభివృద్ధి రంగాలలో ఇటువంటి నిపుణులు ప్రత్యేకంగా అవసరం. IBM మరియు Intel వంటి టెక్ దిగ్గజాలు , బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ అధ్యయనానికి అంకితం చేయబడింది.
బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్ కావడానికి ఏమి పడుతుంది?
- జీవశాస్త్రం మరియు రసాయన శాస్త్రం (విశ్వవిద్యాలయ స్థాయి);
- మాట్‌స్టాట్, లీనియర్ బీజగణితం, సంభావ్యత సిద్ధాంతం;
- ప్రోగ్రామింగ్ లాంగ్వేజ్‌లు (పైథాన్ మరియు R, తరచుగా C++ని కూడా ఉపయోగిస్తాయి);
- స్ట్రక్చరల్ బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ కోసం: గణిత విశ్లేషణ మరియు అవకలన సమీకరణాల సిద్ధాంతాన్ని అర్థం చేసుకోవడం.
మీరు జీవసంబంధ నేపథ్యం మరియు ప్రోగ్రామింగ్ మరియు గణిత శాస్త్ర పరిజ్ఞానం రెండింటితో బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ రంగంలోకి ప్రవేశించవచ్చు. మునుపటి వారికి, రెడీమేడ్ బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ ప్రోగ్రామ్‌లతో పనిచేయడం అనుకూలంగా ఉంటుంది, రెండోది, ప్రత్యేకత యొక్క మరింత అల్గారిథమిక్ ప్రొఫైల్.
బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్లు ఏమి చేస్తారు?
ఆధునిక బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ రెండు ప్రధాన శాఖలుగా విభజించబడింది - స్ట్రక్చరల్ బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ మరియు సీక్వెన్స్ బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్. మొదటి సందర్భంలో, ఒక వ్యక్తి కంప్యూటర్ ముందు కూర్చుని 3D విజువలైజేషన్‌లలో జీవసంబంధ వస్తువులను (ఉదాహరణకు, DNA లేదా ప్రోటీన్‌లు) అధ్యయనం చేయడంలో సహాయపడే ప్రోగ్రామ్‌లను అమలు చేయడం మనం చూస్తాము. ప్రొటీన్‌తో డ్రగ్ మాలిక్యూల్ ఎలా సంకర్షణ చెందుతుందో, సెల్‌లో ప్రొటీన్ యొక్క ప్రాదేశిక నిర్మాణం ఎలా ఉంటుందో, సెల్యులార్ స్ట్రక్చర్‌లతో దాని పరస్పర చర్యలను అణువు యొక్క ఏ లక్షణాలు వివరిస్తాయి మొదలైనవాటిని అంచనా వేయడానికి వారు కంప్యూటర్ నమూనాలను రూపొందిస్తారు.
స్ట్రక్చరల్ బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ పద్ధతులు అకడమిక్ సైన్స్ మరియు పరిశ్రమలో చురుకుగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి: అటువంటి నిపుణులు లేకుండా చేయగల ఫార్మాస్యూటికల్ కంపెనీని ఊహించడం కష్టం. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, కంప్యూటర్ పద్ధతులు సంభావ్య ఔషధాల కోసం శోధించే ప్రక్రియను చాలా సులభతరం చేశాయి, ఔషధ అభివృద్ధిని చాలా వేగంగా మరియు చౌకైన ప్రక్రియగా మార్చింది.
SARS-CoV-2 RNA-ఆధారిత RNA పాలిమరేస్ (ఎడమ), అలాగే RNA డ్యూప్లెక్స్‌తో దాని అనుబంధం.
జీనోమ్ అంటే ఏమిటి?
జీనోమ్ అనేది జీవి యొక్క వంశపారంపర్య నిర్మాణం గురించిన మొత్తం సమాచారం. దాదాపు అన్ని జీవులలో, జన్యువు యొక్క క్యారియర్ DNA, కానీ RNA రూపంలో వారి వంశపారంపర్య సమాచారాన్ని ప్రసారం చేసే జీవులు ఉన్నాయి. జన్యువు తల్లిదండ్రుల నుండి పిల్లలకు బదిలీ చేయబడుతుంది మరియు ఈ ప్రసార ప్రక్రియలో, ఉత్పరివర్తనలు అనే లోపాలు సంభవించవచ్చు.
SARS-CoV-2 వైరస్ యొక్క RNA-ఆధారిత RNA పాలిమరేస్‌తో రెమ్‌డెసివిర్ ఔషధం యొక్క పరస్పర చర్య.
సీక్వెన్స్ బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ అనేది వ్యక్తిగత న్యూక్లియోటైడ్‌లు, DNA మరియు జన్యువుల నుండి మొత్తం జన్యువుల వరకు మరియు ఒకదానికొకటి వాటి పోలికల వరకు - జీవన పదార్థం యొక్క ఉన్నత స్థాయి సంస్థతో వ్యవహరిస్తుంది.
ఒక వ్యక్తి తన ముందు వర్ణమాల యొక్క అక్షరాల సమితిని (కానీ సాధారణమైనది కాదు, కానీ జన్యు లేదా అమైనో ఆమ్లం) చూసే వ్యక్తిని ఊహించుకోండి మరియు కంప్యూటర్ పద్ధతులను ఉపయోగించి, వాటిని గణాంకపరంగా వివరిస్తూ మరియు నిర్ధారించే నమూనాల కోసం వెతుకుతుంది. సీక్వెన్స్ బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ నిర్దిష్ట వ్యాధితో ఏ మ్యుటేషన్ సంబంధం కలిగి ఉందో లేదా రోగి రక్తంలో హానికరమైన పదార్థాలు ఎందుకు పేరుకుపోతాయో వివరిస్తుంది. వైద్య డేటాతో పాటు, సీక్వెన్స్ బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్లు భూమి అంతటా జీవుల పంపిణీ నమూనాలు, జంతువుల సమూహాల మధ్య జనాభా వ్యత్యాసాలు మరియు నిర్దిష్ట జన్యువుల పాత్రలు మరియు విధులను అధ్యయనం చేస్తారు. ఈ శాస్త్రానికి ధన్యవాదాలు, ఔషధాల ప్రభావాన్ని పరీక్షించడం మరియు వారి చర్యను వివరించే జీవ విధానాలను అధ్యయనం చేయడం సాధ్యపడుతుంది.
ఉదాహరణకు, బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ విశ్లేషణకు ధన్యవాదాలు, సిస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్ అభివృద్ధికి దారితీసే ఉత్పరివర్తనలు, క్లోరైడ్ ఛానెల్‌లలో ఒకదాని యొక్క జన్యువు విచ్ఛిన్నం కావడం వల్ల ఏర్పడే మోనోజెనిక్ వ్యాధి కనుగొనబడింది మరియు వివరించబడింది. మనిషికి అత్యంత సన్నిహిత జీవ బంధువు ఎవరు మరియు మన పూర్వీకులు గ్రహం చుట్టూ ఎలా స్థిరపడ్డారో ఇప్పుడు మనకు బాగా తెలుసు. అంతేకాకుండా, ప్రతి వ్యక్తి, తన జన్యువును చదవడం ద్వారా, అతని కుటుంబం ఎక్కడ నుండి వచ్చింది మరియు అతను ఏ జాతికి చెందినవాడో కనుగొనవచ్చు. అనేక విదేశీ (, ) మరియు రష్యన్ (, ) సేవలు మీరు సాపేక్షంగా తక్కువ ధర (సుమారు 20 వేల రూబిళ్లు) కోసం ఈ సేవను పొందడానికి అనుమతిస్తాయి.
MyHeritage నుండి మూలం మరియు జనాభా అనుబంధం కోసం DNA పరీక్ష విశ్లేషణ ఫలితాలు.
23andMe నుండి DNA జనాభా పరీక్ష ఫలితాలు.
జీనోమ్ ఎలా చదవబడుతుంది?
నేడు, జీనోమ్ సీక్వెన్సింగ్ అనేది ఒక సాధారణ ప్రక్రియ, దీని వలన ఎవరికైనా సుమారుగా ఖర్చు అవుతుంది వెయ్యి రూబిళ్లు (రష్యాతో సహా). మీ జన్యువును చదవడానికి, మీరు ఒక ప్రత్యేక ప్రయోగశాలలో సిర నుండి రక్తాన్ని దానం చేయాలి: రెండు వారాల్లో మీరు మీ జన్యు లక్షణాల యొక్క వివరణాత్మక వర్ణనతో పూర్తి ఫలితాన్ని అందుకుంటారు. మీ జన్యువుతో పాటు, మీరు మీ పేగు మైక్రోబయోటా యొక్క జన్యువులను విశ్లేషించవచ్చు: మీరు మీ జీర్ణవ్యవస్థలో నివసించే బ్యాక్టీరియా యొక్క లక్షణాలను నేర్చుకుంటారు మరియు వృత్తిపరమైన పోషకాహార నిపుణుడి నుండి సలహాలను కూడా అందుకుంటారు.
జన్యువును వివిధ పద్ధతులను ఉపయోగించి చదవవచ్చు, ఇప్పుడు ప్రధానమైన వాటిలో ఒకటి "తదుపరి తరం సీక్వెన్సింగ్" అని పిలవబడేది. ఈ విధానాన్ని నిర్వహించడానికి, మొదట జీవ నమూనాలను పొందాలి. శరీరంలోని ప్రతి కణం ఒకే జన్యువును కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి చాలా తరచుగా రక్తం జన్యువును చదవడానికి తీసుకోబడుతుంది (ఇది చాలా సులభమైనది). కణాలు అప్పుడు విచ్ఛిన్నం మరియు DNA ను అన్నిటి నుండి వేరు చేస్తాయి. అప్పుడు, ఫలితంగా DNA అనేక చిన్న ముక్కలుగా విభజించబడింది మరియు వాటిలో ప్రతిదానికి ప్రత్యేక అడాప్టర్లు "కుట్టినవి" - కృత్రిమంగా తెలిసిన న్యూక్లియోటైడ్ సీక్వెన్సులు. అప్పుడు DNA తంతువులు వేరు చేయబడతాయి మరియు సింగిల్-స్ట్రాండ్ స్ట్రాండ్‌లు అడాప్టర్‌లను ఉపయోగించి ప్రత్యేక ప్లేట్‌కు జోడించబడతాయి, దానిపై సీక్వెన్సింగ్ జరుగుతుంది. సీక్వెన్సింగ్ సమయంలో, కాంప్లిమెంటరీ ఫ్లోరోసెంట్‌గా లేబుల్ చేయబడిన న్యూక్లియోటైడ్‌లు DNA శ్రేణికి జోడించబడతాయి. ప్రతి లేబుల్ న్యూక్లియోటైడ్, జతచేయబడినప్పుడు, ఒక నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క కాంతి పుంజాన్ని విడుదల చేస్తుంది, ఇది కంప్యూటర్‌లో నమోదు చేయబడుతుంది. కంప్యూటర్ అసలు DNA యొక్క సంక్షిప్త శ్రేణులను ఈ విధంగా చదువుతుంది, ప్రత్యేక అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగించి అసలు జీనోమ్‌లో అసెంబుల్ చేయబడుతుంది.
సీక్వెన్స్ బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్లు పని చేసే డేటాకు ఉదాహరణ: అమైనో యాసిడ్ సీక్వెన్స్ అలైన్‌మెంట్.
బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్లు ఎక్కడ పని చేస్తారు మరియు వారు ఎంత సంపాదిస్తారు?
బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ మార్గం సాంప్రదాయకంగా రెండు ప్రధాన ప్రాంతాలుగా విభజించబడింది-పరిశ్రమ మరియు సైన్స్. బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ శాస్త్రవేత్తగా కెరీర్ సాధారణంగా ఒక ప్రధాన సంస్థలో గ్రాడ్యుయేట్ హోదాతో ప్రారంభమవుతుంది. ప్రారంభంలో, బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్లు వారి ఇన్స్టిట్యూట్, వారు పాల్గొనే గ్రాంట్‌ల సంఖ్య మరియు వారి అనుబంధాల సంఖ్య-వారు అధికారికంగా ఉద్యోగం చేస్తున్న ప్రదేశాల ఆధారంగా మూల వేతనాన్ని పొందుతారు. కాలక్రమేణా, గ్రాంట్లు మరియు అనుబంధాల సంఖ్య పెరుగుతుంది, మరియు విద్యా వాతావరణంలో పనిచేసిన కొన్ని సంవత్సరాల తర్వాత, బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్ సగటు జీతం (70-80 వేల రూబిళ్లు) సులభంగా పొందుతాడు, అయితే చాలా శ్రద్ధ మరియు కృషిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అత్యంత అనుభవజ్ఞులైన బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్లు తమ ప్రత్యేక రంగాలలో తమ స్వంత ల్యాబ్‌లను నడుపుతున్నారు.
బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ కోసం మీరు ఎక్కడ చదువుతున్నారు?
- మాస్కో స్టేట్ యూనివర్శిటీ - బయోఇంజినీరింగ్ మరియు బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ ఫ్యాకల్టీ
- HSE - జీవశాస్త్రం మరియు వైద్యంలో డేటా విశ్లేషణ (మాస్టర్స్ ప్రోగ్రామ్)
- MIPT - బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ విభాగం
- ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ (NPO)
ఒక అకాడమీ వలె కాకుండా, పరిశ్రమలో ఎవరూ ఉద్యోగికి అవసరమైన నైపుణ్యాలను బోధించడానికి తమ సమయాన్ని వెచ్చించరు, కాబట్టి అక్కడికి చేరుకోవడం సాధారణంగా చాలా కష్టం. పరిశ్రమలో బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్ కెరీర్ మార్గం వారి స్పెషలైజేషన్ మరియు లొకేషన్ ఆధారంగా చాలా తేడా ఉంటుంది. సగటున, ఈ రంగంలో జీతాలు మారుతూ ఉంటాయి వెయ్యి రూబిళ్లు, అనుభవం మరియు స్పెషలైజేషన్ ఆధారంగా.
ప్రసిద్ధ బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్లు
బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ చరిత్రను ఫ్రెడరిక్ సాంగర్ అనే ఆంగ్ల శాస్త్రవేత్త, DNA సీక్వెన్స్‌లను చదివే మార్గాన్ని కనుగొన్నందుకు 1980లో రసాయన శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని అందుకున్నాడు. అప్పటి నుండి, సీక్వెన్స్ రీడింగ్ పద్ధతులు ప్రతి సంవత్సరం మెరుగుపడతాయి, అయితే "సాంగర్ సీక్వెన్సింగ్" పద్ధతి ఈ ప్రాంతంలో తదుపరి అన్ని పరిశోధనలకు ఆధారం.
మార్గం ద్వారా, రష్యన్ శాస్త్రవేత్తలు సృష్టించిన అనేక కార్యక్రమాలు ఇప్పుడు ప్రపంచవ్యాప్తంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి - ఉదాహరణకు, జీనోమ్ అసెంబ్లర్ , - సెయింట్. పీటర్స్‌బర్గ్ జీనోమ్ అసెంబ్లర్, సెయింట్ పీటర్స్‌బర్గ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్‌లో సృష్టించబడింది, జీవుల అసలు జన్యువులను పునర్నిర్మించడానికి ప్రపంచం నలుమూలల నుండి శాస్త్రవేత్తలు చిన్న DNA శ్రేణులను పెద్ద సీక్వెన్స్‌లుగా సమీకరించడంలో సహాయపడుతుంది.
బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ యొక్క ఆవిష్కరణలు మరియు విజయాలు
ఈ రోజుల్లో, బయోఇన్ఫర్మేటీషియన్లు చాలా ఉపయోగకరమైన ఆవిష్కరణలు చేస్తున్నారు. దాని జన్యువును అర్థంచేసుకోకుండా మరియు వ్యాధి సమయంలో సంభవించే ప్రక్రియల సంక్లిష్ట బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ విశ్లేషణ లేకుండా కరోనావైరస్ కోసం ఔషధాల అభివృద్ధిని ఊహించడం అసాధ్యం. అంతర్జాతీయ కంపారిటివ్ జెనోమిక్స్ మరియు మెషిన్ లెర్నింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగించే శాస్త్రవేత్తలు ఇతర రోగకారక క్రిములతో కొరోనావైరస్లు ఉమ్మడిగా ఉన్న వాటిని అర్థం చేసుకోగలిగారు.
పరిణామ సమయంలో సంభవించే వ్యాధికారక వైరస్ల యొక్క అణు స్థానికీకరణ సంకేతాలను (NLS) బలోపేతం చేయడం ఈ లక్షణాలలో ఒకటి అని తేలింది. ఈ పరిశోధన భవిష్యత్తులో మానవులకు ప్రమాదకరంగా మారగల వైరస్ల జాతులను అధ్యయనం చేయడంలో సహాయపడుతుంది మరియు బహుశా నివారణ ఔషధాల అభివృద్ధికి దారితీయవచ్చు.
అదనంగా, కొత్త జీనోమ్ ఎడిటింగ్ పద్ధతుల అభివృద్ధిలో బయోఇన్ఫర్మేటిషియన్లు కీలక పాత్ర పోషించారు, ముఖ్యంగా CRISPR/Cas9 వ్యవస్థ (రోగనిరోధక వ్యవస్థపై ఆధారపడిన సాంకేతికత ) ఈ ప్రొటీన్ల నిర్మాణం మరియు వాటి పరిణామ అభివృద్ధికి బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ విశ్లేషణకు ధన్యవాదాలు, ఈ వ్యవస్థ యొక్క ఖచ్చితత్వం మరియు సామర్థ్యం ఇటీవలి సంవత్సరాలలో గణనీయంగా పెరిగింది, ఇది అనేక జీవుల (మానవులతో సహా) జన్యువులను ఉద్దేశపూర్వకంగా సవరించడం సాధ్యం చేసింది.
మీరు SkillFactory ఆన్‌లైన్ కోర్సులను తీసుకోవడం ద్వారా నైపుణ్యాలు మరియు జీతం పరంగా మొదటి నుండి లేదా లెవెల్ అప్ నుండి కోరుకునే వృత్తిని పొందవచ్చు:
మరిన్ని కోర్సులు
మూలం: www.habr.com