لتنغمس في مجال علمي جديد نسبيًا ، هناك عدد كبير من الأحداث والمشاريع المختلفة. في السنوات الأخيرة ، توسعت أعدادهم وتنسيقاتهم بشكل كبير: محاضرات مفتوحة ومهرجانات علمية كاملة ، دورات عبر الإنترنت وبرامج عبر الإنترنت ، تدريب صيفي ومدارس ، محاضرات غير رسمية في الحانات ، مشاريع مفتوحة المصدر وما إلى ذلك.
على مدار خمس سنوات ، كان
معهد المعلوماتية الحيوية يجمع علماء
المعلوماتية الحيوية والطلاب من جميع أنحاء البلاد ، ويرسل علماء الأحياء والأطباء وعلماء الكمبيوتر وعلماء الرياضيات إلى المعلوماتية الحيوية ، التي لا تزال مجالًا ديناميكيًا للغاية ، خلال دراسة مكثفة لمدة أسبوع خارج المدينة في مدرسة صيفية. منذ عام 2013 ، قمنا بتسجيل محاضرات بالفيديو وجمع مجموعة مختارة من المواد المفيدة لأولئك الذين لم يشاركوا في الأحداث ، ولكنهم يرغبون في التطوير في هذا المجال.
تم تصميم المناهج الدراسية بطريقة توحد عالم الأحياء والبرمجة وتحفز ليس فقط التطوير المهني ، ولكن أيضًا التواصل متعدد التخصصات.
نستمر في مشاركة أرشيف مقاطع الفيديو لمحاضرات المدرسة الصيفية. يتم وضع علامة "*" على المحاضرات التي يمكن مشاهدتها بدون إعداد إضافي. يتطلب عرض باقي المحاضرات المعرفة في مجال علم الأحياء والبرمجة. يوجد تحت القطة وصف لمحتوى المحاضرات ، وصلات إلى الشرائح ومقاطع الفيديو.
إحصائيات المعلوماتية الحيوية
التحليل الإحصائي للبيانات الطبية الحيوية (Mikhail Pyatnitsky ، معهد أبحاث Orekhovich للكيمياء الطبية الحيوية)فيديو |
شرائحتركز المحاضرة على الجوانب العملية للتحليل الإحصائي لبيانات "المزيج". على وجه الخصوص ، تم وصف طرق التحليل الاستكشافي ، والتعرف على الأنماط ، وتحليل الكتلة.
كيف تتعامل مع البيانات ولا تشعر بالعجز؟ (نيكيتا أليكسيف ، جامعة جورج واشنطن)فيديو |
شرائحمن ناحية ، توفر العلوم الطبيعية كميات هائلة من البيانات وتطرح مجموعة متنوعة من الأسئلة المتعلقة بهذه البيانات. من ناحية أخرى ، للإحصاءات العديد من الطرق لحل مثل هذه المشاكل. هذه الوفرة ، بالطبع ، تجلب معها صعوبات - كيفية اختيار طريقة مناسبة لحل مشكلتك الخاصة ، وكيفية أخذ جميع الفروق الدقيقة في الاعتبار وعدم الخلط في كل هذا. لا توجد وصفة عالمية. تناقش المحاضرة مناهج مختلفة لهذه المشكلة.
كيفية طرح سؤال على أحد الإحصائيين المألوفين (نيكيتا أليكسيف ، ما بعد الدكتوراه ، جامعة جورج واشنطن)فيديو |
شرائحستكون المحاضرة مفيدة لكل من يواجه مشاكل في معالجة البيانات الإحصائية. ما هي الحلول الممكنة بالنسبة لهم ، وما هي الصعوبات التي تظهر ، وماذا يجب أن تطلب من الإحصائيات مع من تمكنوا من بدء التعاون من أجل الحصول على أقصى فائدة لمشروعهم.
المعلوماتية المناعية
تحليل ذخيرة مستقبلات المناعة (فاديم نازاروف ، المدرسة العليا للاقتصاد ، معهد كيمياء الكيمياء الحيوية RAS)فيديو |
شرائحوقد سمح استخدام تقنيات NGS في علم المناعة بتسلسل عميق للغاية لمخزون مستقبلات الخلايا. ولكن ، للأسف ، لا يمكن للمرء أن ينظر إلى البيانات التي تم الحصول عليها ويتلقى رؤى عنها - فمن الضروري تطوير طرق مختلفة لتحليل الذخيرة. حول الأساليب التي تم تطويرها ، ومدى كفايتها ، وأين يتحرك هذا العالم ، وأين يمكنك تطبيق نفسك عليه.
المعلوماتية المناعية: نهج خوارزمي لحل مشكلات علم المناعة التطبيقية (يانا سافونوفا ، مركز التكنولوجيا الحيوية الخوارزمية ، جامعة ولاية سانت بطرسبرغ)فيديو |
شرائحيعد تحليل نظام المناعة التكيفي خطوة أساسية في تطوير الأدوية وتقييم فعالية العلاج ودراسة الأمراض المختلفة. جعلت تقنيات NGS الحديثة من الممكن إجراء فحص عميق لمخزون الأجسام المضادة ومستقبلات الخلايا التائية ، مما ساهم في تطوير مجال جديد للمعلوماتية الحيوية: المعلوماتية المناعية.
تعمل المعلوماتية المناعية على حل المشكلات التي يتم استخدامها في العديد من المجالات المناعية: مراقبة تطور الاستجابة المناعية ، وتحليل التطور التطوري للمخزونات ، وفهم تنوع نظام المناعة التكيفي. في إطار المحاضرة ، يتم النظر في مهام المعلوماتية المناعية الحديثة ومناقشة آفاق تطويرها.
الترميز الجزيئي وتحليل ذخيرة مستقبلات الخلايا التائية والأجسام المضادة (دميتري شوداكوف ، رئيس مختبر علم الجينوم للمناعة التكيفية في معهد الكيمياء العضوية الحيوية التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، رئيس مجموعة المناعة التكيفية في CEITEC MU ، جامعة ماساريك)فيديو |
شرائحمن المحتمل أن يسمح التسلسل عالي الأداء لشظايا الجينوم ذات الأهمية (إعادة الاستهداف المستهدفة) بإجراء تحليل متعمق لتحديد وجود متغيرات ثانوية تسلسلية نادرة في العينة ، بالإضافة إلى إعطاء صورة كاملة لهيكل تنوع التسلسل في العينة.
ومع ذلك ، فإن "الاختناقات" في مراحل إعداد وتحضير العينات للتسلسل الهائل ، والتشوهات الكمية المرتبطة بالطبيعة العشوائية لتفاعل البوليميراز المتسلسل ، والتضخم غير المتكافئ والتسلسل للتتابعات المختلفة ، بالإضافة إلى تراكم أخطاء PCR والتسلسل الصحيح ، تحد بشكل كبير من إمكانيات مثل هذا التحليل.
يسمح لك الترميز الجزيئي الفريد (bodrodes الجزيئي الفريد ، والمعرفات الجزيئية الفريدة ، UMI) بتحسين جودة التسلسل بشكل جذري ، بما في ذلك التسلسل الموسع ، وتصحيح الأخطاء المتراكمة بشكل فعال دون فقدان مجموعة متنوعة حقيقية من الخيارات ، والقضاء على التشوهات الكمية ، وكذلك تطبيع العينات بشكل مثالي من أجل التحليل المقارن.
تصف المحاضرة كيفية عمل نهج الباركود الجزيئي مع أمثلة من الخبرة الشخصية للعمل مع ذخيرة مستقبلات الخلايا المناعية - مستقبلات الخلايا التائية والأجسام المضادة.
بيولوجيا النظم
مقدمة في علم أحياء الأنظمة (Ilya Serebriisky ، مركز فوكس تشيس للسرطان ، الولايات المتحدة الأمريكية)فيديو |
شرائحتعطي المحاضرة فكرة عامة عن خصائص نظام الكائنات البيولوجية. وصف موجز للمكونات الرئيسية لبيولوجيا النظم. التفاعلية ، بناء النموذج. بعض التطورات في علم أحياء الأنظمة (بشكل انتقائي ، بشكل رئيسي في مجال علم الأورام) والموارد العامة ذات الصلة (TCGA / cBioPortal ، CCLE)
بيولوجيا النظم الحاسوبية لدراسة وعلاج السرطان (أندريه زينوفييف ، معهد كوري)فيديو |
شرائحعلم الأحياء النظامي للسرطان هو تطبيق مناهج بيولوجيا الأنظمة العامة المتعلقة بالجمع المنهجي للبيانات على نطاق الجينوم والنمذجة الرياضية الخاصة بهم لدراسة السرطنة والتنبؤ وتطوير طرق جديدة لعلاج السرطان. يرتبط نهج البيانات بعدد من الميزات مثل مراعاة التطور السريع للنظام البيولوجي في ظل ظروف عدم الاستقرار الجينومي والجيني ، والتفاعل مع خلايا السدى الطبيعية والتعرض للعوامل المختلفة للبيئة بين الخلايا ، وتنوع وجودة المواد السريرية. تصف المحاضرة بإيجاز العديد من الأساليب المميزة لتحليل ونمذجة البيانات في بيولوجيا السرطان. على وجه الخصوص ، مبادئ إضفاء الطابع الرسمي والاستخدام في نمذجة المعرفة بالكيمياء الحيوية للسرطان (
أطلس شبكات الإشارة في السرطان ) ، ونهج تفكيك الملامح الجزيئية على نطاق الجينوم في السرطان ، وبناء نماذج رياضية منفصلة للتنبؤ بتطور الورم السرطاني.
مشكلة استنساخ النتائج في علم الأحياء النظامي وليس فقط (إيليا سيربريسكي ، مركز فوكس تشيس للسرطان ، الولايات المتحدة الأمريكية)فيديو |
شرائحتعد مشكلة استنساخ النتائج مشكلة رئيسية في علم الأحياء الحديث ، وخاصة في علم أحياء الأنظمة. المحاضرة مكرسة لمراجعة الوضع الحالي ، المشاكل الرئيسية للتكاثر ، أسبابها. مسؤولية المنظمات والمجلات العلمية والباحثين. ملامح المشكلة في بيولوجيا النظم. الاتجاهات الرئيسية لحل مشكلة التكاثر.
متفرقات
"الدوافع" - أنماط التسلسل الجينومي (إيفان كولاكوفسكي ، IMB RAS ؛ IOGEN RAS)فيديو |
شرائحمن وجهة نظر علم الأحياء الجزيئي ، تناقش المحاضرة تنظيم نشاط النسخ الجيني في حقيقيات النوى الأعلى ودور عوامل النسخ التنظيمي. من وجهة نظر المعلوماتية الحيوية ، يخبر المحاضر كيف أن التمثيل المحوسب للزخارف - الأنماط المميزة في النصوص الجينومية - يساعد على التعرف على الإشارات التنظيمية المعترف بها من قبل عوامل النسخ في الحمض النووي. من وجهة نظر علم الكمبيوتر ، يعتبر مشكلة إنشاء نموذج "الدافع" مهمة للعثور على التشابه المحلي للعديد من التسلسلات.
ملخص تسلسل المروج (Tatyana Tatarinova ، جامعة جنوب كاليفورنيا)فيديو |
شرائحتتناول المحاضرة أنماط وخصائص تسلسل المروج. دوافع و مثيلة المروجين. خوارزميات التنبؤ وتحليل تسلسل المروج. التطبيق في مجال التكنولوجيا الحيوية.
توقع الأصل بناءً على نظام Admixture GPS وخوارزميات Readmix (Tatyana Tatarinova ، جامعة جنوب كاليفورنيا)فيديو |
شرائحالمحاضرة مكرسة للتنميط الجيني واختيار المواقف المعلوماتية على الجينوم ، ومراجعة التقنيات الحديثة ، والتنبؤ بالأصل الجغرافي البيولوجي للإنسان والكائنات الأخرى وفقًا لتحليل الجينوم. وكذلك تحليل ومقارنة الخوارزميات الموجودة في الجغرافيا الحيوية.
الخوارزميات في المعلوماتية الحيوية (أنطون بانكيفيتش ، مركز التكنولوجيا الحيوية الخوارزمية ، جامعة ولاية سانت بطرسبرغ)فيديو |
شرائحمحاضرة تعريفية عن الخوارزميات في المعلوماتية الحيوية ، والتي تناقش النهج الرئيسية والأمثلة على استخدامها.
العلاقة بين الدماغ والتعلم العميق (دميتري فيشمان ، قريتيك ، جامعة تارتو ، إستونيا)فيديو |
شرائحتتكون المحاضرة من أربعة أجزاء: يتعامل الجزء الأول مع الدماغ الذي يعالج الإشارات المختلفة من العالم الخارجي ، وتشكيل عملية صنع القرار بناءً على الإشارات المستلمة. والثاني هو تطور أساليب التعلم الآلي ، مما أدى إلى ظهور تكنولوجيا التعلم العميق ، التي أحدثت ثورة في العديد من مجالات العلوم. يناقش الجزء الثالث أوجه التشابه والاختلاف بين المبادئ الأساسية للتعلم العميق. في الختام ، قدم المحاضر عدة أمثلة على التطبيق الناجح للتعلم العميق في المعلوماتية الحيوية ، وما يمكن تحقيقه في مجال التصوير الطبي باستخدام الشبكات العصبية العميقة.
تم إنشاء هذه المحاضرة من قبل ممثلي
مجموعة أبحاث علوم الحوسبة بجامعة تارتو . على وجه الخصوص ، تنتمي الفكرة والشرائح إلى راؤول فنسنت وإيليا كوزوفكين.
العرض الأصلي باللغة الإنجليزية .
آفاق التعديل الاصطناعي للأنماط الجينية البشرية (أليكسي كوندراشوف ، جامعة موسكو الحكومية ، MSU)فيديولا توجد قوانين طبيعية تحظر تخليق جزيئات الحمض النووي الطويلة بتسلسل معين. ما هو النمط الظاهري للشخص الذي لا يحمل ألائل شابة مشتقة؟ يعتمد ذلك على مدى شيوع العلامة والضيق الضيق. تناقش المحاضرة مناهج دراسة هذا الموضوع.
المعلوماتية الحيوية في تركيب التركيبات الجينية (Pavel Yakovlev ، BIOCAD)فيديو |
شرائحيسمح لك تطوير طرق التصميم الجزيئي للسيليكو ببناء أي تركيبات بروتينية بالخصائص المطلوبة. من المرجح أن تكون تسلسلات الأحماض الأمينية التي تم الحصول عليها تشكل البروتينات مع الوظيفة المطلوبة. ولكن يبرز تحدٍ جديد: بناء خط خلوي يقوم بتوليف مثل هذه البروتينات. تتناول المحاضرة القضايا التي تنشأ عند حل هذه المشكلة: لماذا لا يمكنك فقط أخذ أي نسخة عكسية ، وكيفية تجميع الجين المطلوب ، وكيفية إدخاله في ناقل ، وبطبيعة الحال ، من أين تأتي المعلوماتية الحيوية؟
نظرة عامة على القياسات الجينومية الحديثة للخلايا الفردية (بيتر هارتشنكو ، جامعة هارفارد)فيديو |
شرائحتعتمد دراسة الأنسجة المعقدة وتصنيف أنواع الخلايا تقليديًا على الخصائص المورفولوجية والخلوية. تسمح لنا عدة أنواع من التقنيات التجريبية الجديدة الآن بدراسة الخصائص الجينومية للخلايا الفردية وقياس مئات أو آلاف الخلايا الفردية في نفس الوقت. تقدم المحاضرة لمحة عامة عن هذه التقنيات وأساليب المعلوماتية الحيوية المستخدمة لتصنيف أنواع الخلايا وظروفها والخطوط الجينية من بيانات مماثلة.
استخدام البيانات omixic في دراسة التطور البشري (فيليب خايتوفيتش ، معاهد شنغهاي للعلوم البيولوجية ، SkolTech)فيديو |
شرائحيمكن استخدام تركيز المستقلبات والدهون لتقييم الحالة الفسيولوجية للأنسجة. تقدم المحاضرة العديد من الدراسات الشاملة لمستوى تركيز المستقلبات والدهون في الأنسجة البشرية والحيوانية ، والتي توفر معرفة جديدة حول الآليات الجزيئية التي تكمن وراء السمات الفسيولوجية الفريدة للبشر.
خاتمة
في عام 2016 ، تم دعم المدرسة الصيفية حول المعلوماتية الحيوية من قبل
JetBrains ،
RVC ،
BIOCAD ،
EPAM Systems ،
Parseq Lab ، والتي
يشكرها الكثيرون عليها.
في عام 2017 ، ستعقد المدرسة الصيفية للمعلوماتية الحيوية من 31 يوليو إلى 5 أغسطس في Dolgoprudny في معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا . تركز المدرسة هذا العام على استخراج البيانات في المعلوماتية الحيوية.
الموعد النهائي لتقديم الطلبات - 10 يونيو . أسرع في التقدم بطلب للمشاركة.