Im Sommer 2018 fand in der Nähe von St. Petersburg eine jährliche Sommerschule für Bioinformatik statt, an der 100 Studenten und Doktoranden teilnahmen, um Bioinformatik zu studieren und sich über ihre Verwendung in verschiedenen Bereichen der Biologie und Medizin zu informieren.
Das Hauptaugenmerk dieser Schule lag auf der Krebsforschung, es gab jedoch Vorlesungen zu anderen Bereichen der Bioinformatik, die von der Evolution bis zur Analyse von Einzelzellsequenzierungsdaten reichten. Im Laufe der Woche lernten die Jungs, mit Sequenzierungsdaten der nächsten Generation zu arbeiten, die in Python und R programmiert waren, Standard-Bioinformatik-Tools und -Frameworks verwendeten, sich mit den Methoden der Systembiologie, Populationsgenetik und Arzneimittelmodellierung bei der Untersuchung von Tumoren vertraut machten und viele andere Dinge studierten.
Unten finden Sie ein Video mit 18 Vorlesungen, die an der Schule gehalten wurden, mit einer kurzen Beschreibung und Folien. Mit einem Sternchen "*" gekennzeichnet - ganz einfach, können sie ohne vorherige Vorbereitung angesehen werden.
1 *. Onkogenomik und personalisierte Onkologie Mikhail Pyatnitsky, Forschungsinstitut für biomedizinische ChemieVideo |
FolienMichael sprach kurz über die Genomik von Tumoren und wie das Verständnis der Evolution von Krebszellen die praktischen Probleme der Onkologie lösen kann. Der Vortragende widmete sich insbesondere der Erklärung der Unterschiede zwischen Onkogenen und Onkosuppressiva, der Suche nach „Krebsgenen“ und der Isolierung molekularer Subtypen von Tumoren. Abschließend widmete Michael die Zukunft der Onkogenomik und die möglicherweise auftretenden Probleme.
2 *. Genetische Diagnose von erblichen Tumorsyndromen Andrey Afanasyev, yRiskVideo |
FolienAndrei sprach über erbliche Tumorsyndrome und analysierte deren Biologie, Epidemiologie und klinische Manifestationen. Ein Teil der Vorlesung widmet sich dem Thema Gentests - wer muss getestet werden, was wird dafür getan, welche Schwierigkeiten treten bei der Datenverarbeitung und Interpretation der Ergebnisse auf und welchen Nutzen bringt dies für Patienten und ihre Angehörigen.
3 *. Der Pan-Krebs-Atlas | Deutscher Demidov, BIST / UPFVideo |
FolienTrotz jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Krebsgenomik und -epigenomik ist die Antwort auf die Frage „Wie, wo und warum entstehen Tumorsyndrome?“ Immer noch nicht vollständig. Ein Grund dafür ist die Notwendigkeit einer standardisierten Erfassung und Verarbeitung einer großen Datenmenge, um kleine Effekte zu erkennen, die in einem begrenzten Datensatz schwer zu erkennen sind (ein solches Volumen ist typisch für die Forschung in einem oder mehreren Labors), die aber zusammen spielen eine große Rolle bei einer so komplexen und multifaktoriellen Krankheit wie Krebs.
In den letzten Jahren haben viele der stärksten Forschungsgruppen der Welt, die sich dieses Problems bewusst sind, begonnen, sich zusammenzuschließen, um all diese Auswirkungen zu erkennen und zu beschreiben. Herman sprach über eine dieser Initiativen (The PanCancer Atlas) und die Ergebnisse, die im Rahmen der Arbeit dieses Laborkonsortiums erzielt und in der Sonderausgabe von Cell in dieser Vorlesung veröffentlicht wurden.
4. ChIP-Seq bei der Untersuchung epigenetischer Mechanismen Oleg Shpinov, JetBrains ResearchVideo |
FolienDie Regulation der Genexpression erfolgt auf verschiedene Weise. In seinem Vortrag sprach Oleg über die epigenetische Regulation durch Modifizierung von Histonen, die Untersuchung dieser Prozesse mit der ChIP-seq-Methode und Methoden zur Analyse der Ergebnisse.
5. Multiomics in der Krebsforschung Konstantin Okonechnikov, Deutsches KrebsforschungszentrumVideo |
FolienDie Entwicklung experimenteller Technologien in der Molekularbiologie ermöglichte es, die Untersuchung einer Vielzahl von Funktionsprozessen in Zellen, Organen oder sogar im gesamten Organismus zu kombinieren. Um Beziehungen zwischen den Komponenten biologischer Prozesse herzustellen, muss eine Multi-Logik verwendet werden, die massive experimentelle Daten aus Genomik, Transkriptomik, Epigenomik und Proteomik kombiniert. Konstantin gab anschauliche Beispiele für den Einsatz von Multiomics in der Krebsforschung mit Schwerpunkt auf pädiatrischer Onkologie.
6. Die Vielseitigkeit und Grenzen der Einzelzellanalyse Konstantin OkonechnikovVideo |
FolienEine detailliertere Vorlesung über die RNA-Sequenzierung einzelner Zellen und Methoden zur Analyse dieser Daten sowie Möglichkeiten zur Überwindung offensichtlicher und versteckter Probleme in ihrer Studie.
7. Datenanalyse Einzelzell-RNA-Sequenz | Konstantin Zaitsev, Washington University in St. LouisVideo |
FolienEinführungsvortrag zur Sequenzierung einzelner Zellen. Konstantin diskutiert Sequenzierungsmethoden, Schwierigkeiten in den Phasen der Laborarbeit und der Bioinformatik-Analyse sowie Möglichkeiten, diese zu überwinden.
8. Diagnose der Muskeldystrophie mittels Nanoporen-Sequenzierung | Pavel Avdeev, George Washington UniversityVideo |
FolienDie Sequenzierung mit der Oxford Nanopore-Technologie bietet Vorteile, mit denen genetische Ursachen für Krankheiten wie Muskeldystrophie identifiziert werden können. In seinem Vortrag sprach Pavel über die Entwicklung einer Pipeline zur Diagnose dieser Krankheit.
9 *. Graphische Darstellung des Genoms Ilya Minkin, Pennsylvania State UniversityVideo |
FolienGraphmodelle ermöglichen eine kompakte Darstellung einer großen Anzahl ähnlicher Sequenzen und werden häufig in der Genomik verwendet. Ilya beschrieb ausführlich, wie Graphen genomische Sequenzen wiederherstellen, wie und warum sie Count de Bruin verwenden, wie sehr ein solcher "Graph" -Ansatz die Genauigkeit der Mutationssuche erhöht und welche ungelösten Probleme bei der Verwendung von Graphen noch bestehen.
10 *. Unterhaltsame Proteomik Pavel Sinitsyn, Max-Planck-Institut für Biochemie (2 Teile)Video 1 ,
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Folien 2Proteine sind für die meisten biochemischen Prozesse in einem lebenden Organismus verantwortlich, und bislang ist die Proteomik die einzige Methode zur globalen Analyse des Zustands von Tausenden von Proteinen gleichzeitig. Das Spektrum der zu lösenden Aufgaben ist beeindruckend - von der Identifizierung von Antikörpern und Antigenen bis zur Bestimmung der Lokalisation von mehreren tausend Proteinen. In seinen Vorträgen sprach Pavel über diese und andere Anwendungen der Proteomik, ihre aktuelle Entwicklung und Fallstricke bei der Datenanalyse.
11 *. Die Grundprinzipien molekularer Simulationen Pavel Yakovlev, BIOCADVideo |
FolienEine einführende theoretische Vorlesung über Molekulardynamik: Warum es benötigt wird, was es tut und wie es in Bezug auf die Arzneimittelentwicklung verwendet wird. Pavel achtete auf die Methoden der Molekulardynamik, die Erklärung molekularer Kräfte, die Beschreibung von Bindungen, die Konzepte von „Kraftfeld“ und „Integration“, Einschränkungen bei der Modellierung und vieles mehr.
12 *. Molekularbiologie und Genetik Yuri Barbitov, Institut für BioinformatikVideo 1 ,
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FolienDreiteilige Einführung in die Molekularbiologie und Genetik für Studenten und Absolventen technischer Fachgebiete. Die erste Vorlesung diskutiert die Konzepte der modernen Biologie, Fragen der Struktur des Genoms und das Auftreten von Mutationen. Die zweite behandelt im Detail die Funktionsweise von Genen, die Transkriptions- und Translationsprozesse, die dritte die Regulation der Genexpression und grundlegende molekularbiologische Methoden.
13 *. Prinzipien der NGS-Datenanalyse Yuri Barbitov, Institut für BioinformatikVideo |
FolienDie Vorlesung spricht über Sequenzierungsmethoden der zweiten Generation (NGS), ihre Typen und Eigenschaften. Der Vortragende erklärt ausführlich, wie die Daten "am Ausgang" des Sequenzers angeordnet sind, wie sie für die Analyse transformiert werden und wie damit gearbeitet werden kann.
14 *. Üben Sie über die Befehlszeile | Gennady Zakharov, EPAMVideoEine praktische Übersicht über nützliche Linux-Befehlszeilenbefehle, Optionen und deren Grundlagen. Beispiele beziehen sich auf die Analyse von sequenzierten DNA-Sequenzen. Zusätzlich zu den Standard-Linux-Operationen (z. B. cat, grep, sed, awk) wird das Dienstprogramm zum Arbeiten mit Sequenzen (samtools, bedtools) berücksichtigt.
15 *. Datenvisualisierung für die Kleinsten Nikita Alekseev, ITMO-UniversitätVideo |
FolienJeder illustrierte zufällig die Ergebnisse seiner Forschungsprojekte oder verstand die Diagramme, Grafiken und Bilder anderer Leute. Nikita erklärte, wie man Grafiken und Diagramme richtig interpretiert, und hob die Hauptsache daraus hervor. wie man verständliche Bilder zeichnet. Der Vortragende betonte auch, worauf zu achten ist, wenn ein Artikel gelesen oder ein Werbespot angesehen wird.
16 *. Karriere in der Bioinformatik Victoria Korzhova, Max-Planck-Institut für BiochemieVideo:
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FolienVictoria sprach über die Struktur der akademischen Wissenschaft im Ausland und darüber, worauf man als Student, Student oder Postgraduierter achten muss, um eine Karriere in Wissenschaft oder Industrie aufzubauen.
17 *. Wie erstelle ich einen Lebenslauf? Victoria Korzhova, Max-Planck-Institut für BiochemieVideoWas im Lebenslauf belassen und was entfernen? Welche Fakten werden für den potenziellen Mageren von Interesse sein, und welche sind besser nicht zu erwähnen? Wie ordne ich Informationen so an, dass Ihr Lebenslauf Aufmerksamkeit erregt? Die Vorlesung gibt Antworten auf diese und andere Fragen.
18 *. Wie der Bioinformatikmarkt funktioniert | Andrey Afanasyev, yRiskVideo |
FolienWie ist der Markt aufgebaut und wo funktioniert Bioinformatik? Die ausführliche Antwort auf diese Frage mit Beispielen und Tipps wird in einem Vortrag von Andrey dargelegt.
Das Ende
Wie Sie sehen können, sind die Vorlesungen an der Schule themenübergreifend - von der molekularen Modellierung über die Verwendung von Graphen zur Zusammenstellung des Genoms bis hin zur Analyse einzelner Zellen und dem Aufbau einer wissenschaftlichen Karriere. Wir vom Institut für Bioinformatik versuchen, eine Vielzahl von Themen in den Lehrplan aufzunehmen, um so viele Bioinformatik-Disziplinen wie möglich abzudecken, damit jeder Teilnehmer etwas Neues und Nützliches für sich selbst lernt.
Die nächste Bioinformatikschule findet vom 29. Juli bis 3. August 2019 in der Nähe von Moskau statt.
Die Einschulung 2019 ist bereits bis zum 1. Mai geöffnet . Das diesjährige Thema wird Bioinformatik in der Forschung zu Entwicklung (Entwicklungsbiologie) und Altern sein.
Für diejenigen, die sich intensiv mit Bioinformatik befassen möchten, werden weiterhin Bewerbungen für unser
Vollzeit-Jahresprogramm in St. Petersburg entgegengenommen. Oder folgen Sie unseren Nachrichten über die Eröffnung des Programms in Moskau im Herbst.
Für diejenigen, die nicht in St. Petersburg oder Moskau sind, aber wirklich Bioinformatik werden möchten, haben wir eine
Liste von Büchern und Lehrbüchern zu Algorithmen, Programmierung, Genetik und Biologie zusammengestellt.
Wir haben auch Dutzende
offener und kostenloser Online-Kurse zu Stepik , an denen Sie sofort teilnehmen können.
2018 fand mit Unterstützung unserer regelmäßigen Partner - JetBrains, BIOCAD und EPAM - die Sommer-Bioinformatikschule statt, für die wir uns sehr bedanken.
Alle Bioinformatik!PS Wenn es Ihnen ein wenig vorkam, finden Sie
hier einen Beitrag mit Vorträgen aus dem Jahr vor der letzten Schule und
einigen weiteren Schulen aus dem Jahr vor der letzten Schule .
