💏 🐿️ 🌆 Submarino informático en las estepas de la biología 🤚🏼 🚙 👧🏼

La bioinformática está ganando popularidad rápidamente y se está convirtiendo de un refugio para geeks en una disciplina establecida bien conocida. Creo que la mayoría de los lectores de Geektimes pueden decir con confianza que un conejo no solo es un pelaje valioso y 3-4 kilogramos de carne dietética, sino también 44 cromosomas, una amplia variedad de proteínas, mecanismos de transcripción y traducción, y nada más. También es poco probable que sorprenda a alguien si digo que todo esto puede estudiarse y analizarse, no solo de pie con una bata blanca bajo un microscopio en un laboratorio estéril, sino también recostado en un sofá con una computadora portátil, bebiendo algo escocés con hielo. Sin embargo, generalmente no van más allá de este conocimiento. Decidí tratar de corregir este molesto malentendido y hacer una pequeña excursión sobre cómo se ve la bioinformática desde adentro desde un punto de vista prácticobasado en mi experiencia

En este artículo, recogeré las preguntas que yo mismo hice hace tres años, cuando todavía era un estudiante en la Facultad de Matemáticas, y trataré de responderlas.

¿Por qué se necesita bioinformática?

La tarea de la bioinformática, informalmente hablando, es encontrar la lógica en los datos biológicos. Estos datos se obtienen durante los experimentos, y si para el biólogo los datos pueden verse como un pez luminoso o un hermoso punto multicolor en la fotografía, entonces, para la bioinformática, los datos se presentan como:

cadenas (secuencias de caracteres que describen ADN / ARN / proteínas);
coordenadas tridimensionales y bidimensionales (datos de microscopía);
matrices de números reales (por ejemplo, cada número puede ser una masa de proteína medida experimentalmente o parte de ella);
vectores de enteros no negativos (por ejemplo, la profundidad de cobertura con objetos discretos, las llamadas lecturas );
matrices de ceros y unos (por ejemplo, los diferentes tipos de bacterias pueden llevarse bien entre sí);

Y muchas otras posibles representaciones de fenómenos biológicos reales utilizando objetos matemáticos.

¿Los biólogos tienen datos más interesantes?

Indudablemente Pero la bioinformática no necesita correr al laboratorio los fines de semana (los cultivos celulares, por ejemplo, no saben sobre el fin de semana y tienden a morir sin el debido cuidado). Y la investigación en biología a menudo dura años (dependiendo de las propiedades de los organismos modelo), mientras que en bioinformática, el progreso depende principalmente de la capacidad de resolver problemas algorítmicos y escribir código "inteligente". Bueno, la posibilidad de trabajo remoto desde cualquier parte del mundo también es una ventaja definitiva a favor de la bioinformática.

¿Cuánto bio hay en bioinformática y cuánto cuesta la informática?

Depende mucho del centro de investigación específico y del grupo de investigación. Necesitas entender la biología a un nivel mínimo: nadie te masticará un proyecto científico al nivel de un problema de matemáticas de la escuela. Usted mismo deberá modelar la situación según su comprensión de la biología. Sin embargo, no se espera una comprensión realmente profunda, por lo que el hecho de que solo recuerde los pistilos y los estambres no será un obstáculo si decide lidiar con esta ciencia en particular. Los fundamentos esenciales de la biología son fáciles de aprender ya en el proceso de trabajar en un proyecto bioinformático.

Lo que es realmente útil y necesario para la futura bioinformática "de la informática" es el conocimiento de la biotecnología, es decir, cómo se obtuvieron sus datos y qué problemas podrían haber surgido durante el experimento. En mi opinión, es suficiente seguir galopando en algún curso de biología molecular, pero pasar tiempo y comprender seriamente los principios de funcionamiento de los dispositivos modernos utilizados para los experimentos.

Aconsejaría a la bioinformática futura "de la biología" en el proceso de aprendizaje que omita primero las pruebas y descripciones de métodos y algoritmos y los estudie como "recuadros negros", es decir, en un aspecto puramente aplicado: "A en la entrada - B en la salida", de lo contrario existe un riesgo " ahogarse "en cálculos teóricos durante varios años. Sin embargo, habiendo perdido la teoría y aprendiendo algo en la práctica, será fácil para usted regresar y mirarlo con otros ojos.

Pero si me convierto en bioinformática, ¿sabré bioinformática?

Lamentablemente no. La bioinformática en su estado actual es una gran cantidad de secciones bastante voluminosas, como en cualquier otra ciencia. Si comparamos, por ejemplo, con la física, es bastante obvio que un especialista en mecánica teórica puede experimentar ciertas dificultades para comprender los últimos artículos sobre física cuántica y, además, lo más probable es que no tenga tiempo para leer estos artículos.

Y hay muchas secciones en bioinformática para todos los gustos:

Evolución (no solo en forma de "pithecanthropus primero", sino también de problemas menos conocidos, como la evolución que ocurre en un tumor canceroso)
Buscar opciones genéticas que conducen a la enfermedad.
Construcción y selección de medicamentos que se unen a ciertos tipos de proteínas "peligrosas para el cuerpo"
El estudio de las funciones de los genes, su anotación.
Bioinformática estructural (manipulaciones con estructuras 2D y 3D, como, por ejemplo, proteínas o ARN)
Ensamblaje del genoma
Construyendo mapas de cómo todo este lío de proteínas / ARN / ADN / grasa / pensamientos inteligentes / clases de gimnasia / la dieta del Kremlin y otras cosas reaccionan entre sí (algo como en este video , pero aún más interesante y complicado)
Modelado de sistemas complejos (como el desarrollo de un organismo a partir de un embrión)
Neurobiología (o más bien, análisis de datos obtenidos por neurobiólogos);

y mucho más (perdóname bioinformática, cuya área olvidé mencionar).

Los últimos tres puntos a menudo se denominan biología de sistemas, pero estas ciencias, como dicen, "en el cruce", y usted puede saltar de un lado a otro con un mínimo esfuerzo.

¿Tiene sentido elegir la bioinformática como tu profesión?

Para responder a esta pregunta, distribuya las siguientes características según el grado de importancia para usted (asigne el rango 6 a la característica más importante, 1 a la menos importante) y luego resuma con el signo indicado.

+ Siempre quise ser científico y sentir que estoy haciendo una cierta contribución al futuro de la humanidad.
+ Estoy interesado en las ciencias de la vida, me gustaría poder aprender algo nuevo sobre biología todos los días, pero mis estudios en la universidad no estaban relacionados con la biología, o bien, soy biólogo, pero estoy cansado de manipulaciones técnicas monótonas con pipetas y quiero más entender qué tipo de datos recibí y poder trabajar con ellos.
+ La bioinformática es interesante para mí como una subsección de la informática, me parece que hay muchas tareas en las que debes pensar.
- Quiero obtener un gran salario justo después de graduarme de la universidad.
- Me gustaría caminar constantemente con una bata blanca, como un verdadero científico.
- Me gusta pensar en tareas y leer artículos interesantes sobre biología, pero no me gusta la programación.

Si obtiene un resultado inferior a 0, definitivamente no debe entrar en bioinformática. ¿Siente dolor por lo flexible y versátil que es esta prueba, pero entiende su idea e incluso le gusta? Agregate +3 puntos al resultado.

¿Cómo se ve una escalera profesional para la bioinformática?

"Si realmente quieres, puedes volar al espacio", sin embargo, si tienes 2 metros de altura y pesas 150 kg, es poco probable que te lleven al escuadrón de cosmonautas. ¿Pero qué hay de la bioinformática?

Educación básica

La carrera se establece con educación superior. Los estudios de pregrado pueden ser cualquier cosa menos no humanitarios. Economía, física, química, matemáticas, sin mencionar la informática y la biología.

La opción más favorable para un programa de maestría es un programa de maestría en bioinformática o una "adición" a su programa de pregrado para que tenga algo biológico y algo computacional después de estos dos pasos. Es cierto que ingresar a una magistratura con un perfil completamente diferente no es una tarea fácil.

En cuanto a la posibilidad de obtener la primera etapa de la educación superior (licenciatura / especialista) inmediatamente con una especialización en bioinformática, mi actitud hacia esto es ambigua.

La bioinformática debería ser una elección consciente, y hacer esa elección después de la escuela parece bastante difícil, pero si está seguro de que esta es su vocación, ¿por qué no? Pero estoy más impresionado por el enfoque "para obtener una educación general y luego elegir una especialización", en lugar de comenzar inmediatamente a trabajar en una dirección estrecha. No estoy seguro de la posibilidad de volver a capacitar fácilmente a un especialista de un perfil diferente después de 4 a 6 años de capacitación, pero hay ejemplos de información de razbiofinformación exitosa.

Educación adicional

Ya se han creado muchos cursos en línea (ruso Stepic.org, ruso Stepse.org, Coursera, edX, etc.) para familiarizarse con la bioinformática. Entre los cursos en línea hay algunos muy útiles (recomendaría un curso de la UCSD sobre algoritmos en bioinformática y un curso sobre evolución de la Universidad de Duke), inscríbase, revise si se vuelve aburrido o difícil: saldrá tranquilamente de este negocio sin perder el tiempo de nadie o tus nervios De hecho, para la educación a tiempo completo, es decente ir motivado, en sentido figurado, con un traje de tres piezas, con un ramo de flores en las manos y un clavel en el ojal, para que la bioinformática entienda de inmediato que esta relación es seria para usted.

La educación adicional es algo maravilloso, que tiene prácticamente las mismas ventajas: clases los fines de semana o las noches (no interfiere con los estudios básicos o el trabajo), un equipo entusiasta y, a menudo, incluso sin costos de matrícula. Pero, la selección para tales programas es bastante difícil, los cursos son voluminosos y el ritmo es rápido. Es por eso que, si solo desea comprender si debe seguir participando en la bioinformática, es mejor hacerlo antes: vea los cursos en línea, hable con personas de la profesión, lea algo popular y científico (de lo que escribí personalmente) - un artículo sobre Habrahabr , un artículo sobre Geektimes , una revisión de " Si fui a la bioinformática, que me enseñen" en la Biomolécula).

Que yo sepa, en Rusia hay dos programas adicionales: enInstituto de Bioinformática (IB) en San Petersburgo y en la capital - Escuela de Bioinformática de Moscú (MBS) . En mi opinión, son aproximadamente iguales a la magistratura en el nivel de conocimiento adquirido en la especialidad, pero solo "un ave rara alcanzará la mitad del Dnieper" - muchos estudiantes se caen después de asistir a una docena de clases - oh, no es fácil recoger el hipopótamo.

Yo mismo me gradué del Instituto de Bioinformática como parte del programa de maestría de la Universidad Académica (SPbAU), por lo tanto, le contaré más sobre la seguridad de la información (no sé nada sobre MBSB después de que se separaron de Yandex). El programa dura un año, clases los sábados. Me gustaron casi todos los seminarios y conferencias, pero la parte más notable de la capacitación son los proyectos científicos. Hay asesores científicos de los principales centros científicos de Rusia y los traicioneros países extranjeros. En teoría, los proyectos deberían ser educativos en primer lugar, pero la mayoría de las veces esto es una ciencia real. Hubo un tiempo glorioso: noches de insomnio llenas de cuentos de hadas árabes "1000 y 1 guión" (de hecho, al principio los cuentos eran hindúes), feroz defensa de proyectos y un sentido de participación en la primera línea de donde provienen los artículos científicos, cuyas traducciones a menudo pueden reunirse en Geektimes. Ah, por cierto, hay un buffet allí. Y el set va allí ahora. Al mismo tiempo, la ventaja y la desventaja de la seguridad de la información es la falta de disciplinas fundamentales, solo bioinformática y nada más.

Si desea más asignaturas y capacitación fundamental, los titulares de diplomas de licenciatura técnica / especialista pueden, como yo, ingresar inmediatamente a un programa de maestría de 2 años en bioinformática algorítmica . El proceso de admisión es estándar: solicitudes en línea hasta mediados de verano, luego una entrevista. La aceptación de las solicitudes para 2016/18 ya está abierta . Pero no tiene sentido que los biólogos vayan allí.

Para completar la historia, tuve que usar mi red de agentes. En la víspera de la publicación, uno de los exploradores finalmente violó el modo de silencio de radio y entregó a la sede un radiograma sobre el MBS. Los puntos principales en el mensaje descifrado sobre el proceso de aprendizaje en el MBS fueron: a) la posibilidad de obtener un diploma oficial del HSE; b) la existencia de disciplinas fundamentales como matan (en mi opinión, esto es una burla, pero matan es útil entonces porque pone la mente en orden); c) los proyectos de investigación se llevan a cabo bajo la dirección de bioinformática líder en Moscú; d) debido a la abundancia de tareas, los estudiantes tienen que desviarse en bandadas y pensar en problemas colectivamente; e) los estudiantes, sin embargo, chillan de alegría y piden más bioinformática. El reclutamiento en el MBS comenzará en mayo.

Escuelas de verano

Otro tipo de educación continua. Por lo que sé: para los escolares hay una Escuela de Biología Molecular y Teórica (más en biología, pero para la bioinformática futura los beneficios son indudables), para estudiantes y estudiantes graduados "novatos" existe la Escuela de Verano del Instituto de Bioinformática (LSB) , de extranjeros - Research Summer School en Omics Estadísticos (RSSSO). Si solo brevemente sobre las escuelas a las que asistí, LSP es ideal para una breve introducción intensiva a la bioinformática, RSSSO es para aquellos que ya entienden lo que es la biología computacional y quieren "inflar" su base estadística. En LSB / RSSSO, uno puede / debe participar en proyectos científicos interesantes, durante los cuales puede sentirse como un verdadero trabajador científico por un corto período de tiempo. También es una excelente manera de divertirse en verano con una gran compañía. LSB se lleva a cabo alternativamente en Moscú y San Petersburgo, RSSSO - en Croacia, la ciudad de Split. SHMTB estará en Barcelona.

Carrera Bioinformática

La carrera comienza a continuación: después del programa de maestría, puede obtener un trabajo como especialista en bioinformática (sí, sí, escucho voces indignadas, es posible después de la licenciatura, y después de la escuela, y después del jardín de infantes, pero aceptemos que la graduación es la mejor punto de referencia de muchos parámetros). Esto se puede hacer tanto en Rusia (la base de datos de vacantes se recopila en el sitio web blastim.ru) como en el extranjero. La segunda opción es ir a obtener un Ph.D. o Ph.D. Encontrar una escuela de posgrado (en casi cualquier país, incluso en Rusia, incluso en Costa Rica) es bastante simple, siempre que sea un buen especialista. Las calificaciones en un diploma juegan un papel, pero no determinante. ¿Qué es mejor, en el extranjero o en casa? Suspende esta pregunta. Quizás, para cuando madure para ingresar a la escuela de posgrado, usted mismo decidirá.De todos modos, en el proceso de estudios de posgrado, es probable que pases una o más veces en otro país durante varios meses.

Después de doctorado. Ya hay 3 opciones:

la primera es entender que la vida es perecedera, dejar la ciencia por completo e ir al Okrug autónomo de Yamalo-Nenets para criar ciervos. No nos detendremos en esta opción, ya que ya no está relacionada con el tema del artículo (pero le aconsejaría que tenga cuidado con los lobos y no con los ciervos enojados, sus cuernos parecen bastante peligrosos).

La segunda opción es continuar tu carrera académica, y la tercera- entrar en la industria (muchas empresas ahora buscan especialistas con el perfil adecuado). Una carrera académica implica recibir varias pasantías, que se denominan, en forma abreviada, postdoc. Los salarios de los posdoctorados son varias veces más altos que los de los estudiantes de posgrado, pero, por regla general, son más bajos que los salarios de los especialistas que ingresan a la industria. Encuentre un trabajo en la industria después de obtener un Ph.D. y (opcionalmente) varios post-documentos son mucho más simples. Luego puede obtener un puesto permanente como investigador o tratar de crear su propio laboratorio y dirigirlo. Este es un asunto complicado y, francamente, no sé nada sobre lo que sucede "más allá del postdoc".

En lugar de una conclusión

Continuaré respondiendo a sus preguntas formuladas en los comentarios de este artículo. Además, si hay interés en esto, puedo informarle sobre lo que estoy haciendo (estudiar los vínculos entre la variabilidad genética y la epigenética y las enfermedades), en un artículo separado.

Sobre el autor: especialista, mechmath de la Universidad Estatal de Moscú, 2013; Master (Bioinformática), MIIT SPbAU, 2015; actualmente estudiante graduado en CRG, Barcelona, el grupo de Variación Genómica y Epigenómica en Enfermedades.

Espero que este texto sea informativo para ti.

PD: Antes de enviar este artículo, los colegas leyeron y declararon que estaba escrito demasiado pesimista. Me atrevo a asegurar a los lectores que cuando hice estas preguntas hace varios años, recibí respuestas mucho más oscuras.

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