Версия для слабовидящих
Материалы летней школы по биоинформатике Печать Email
Новости об инновациях
29.10.2013

Этим летом в Москве прошла первая летняя школа по биоинформатике. В ней приняло участие более 100 человек, которые приехали из различных уголков России и СНГ и были разделены на два потока: «информатики» и «биологи». Организовал мероприятие Институт биоинформатики в сотрудничестве с СПбАУ РАН, МГУ, ИППИ РАН и программой GameChangers.

Про то, как прошла сама школа, на хабре уже писали наши студенты. Теперь же каждый желающий, не имевший возможности поучаствовать в школе, может ознакомиться с интересующими его докладами: мы выложили все видеозаписи лекций и все слайды презентаций онлайн.

Если вы впервые слышите про биоинформатику, то советую в первую очередь посмотреть вводную лекцию Аллы Лапидус, которая расставит всё на свои места. Сейчас Алла занимает ведущие позиции в центре геномной биоинформатики СПбГУ и в лаборатории алгоритмической биологии СПбАУ РАН, а ранее долгое время руководила геномными проектами в DOE Joint Genome Institute (Калифорния).

bioinforatic.jpg

Под катом можно посмотреть список всех прошедших лекций, включая их краткие описания, которые помогут вам сориентироваться, а также полные видеозаписи на русском.

И в самом начале этого списка хочется сказать огромное спасибо Кириллу Григорьеву, который безвозмездно снимал и обрабатывал всё видео со школы, Ярославу Баранову и Павлу Яковлеву, которые помогали в съемках, а также yasha_somov за помощь с оборудованием.

Первый день школы прошёл на биофаке МГУ и состоял из достаточно сложных лекций, в которых ведущие учёные рассказали о последних трендах в биоинформатике:

1. Биоинформатические подходы к изучению микроэволюции. Алексей Кондрашов (University of Michigan, МГУ)

Победитель программы мегагрантов, руководитель лаборатории эволюционной геномики ФББ МГУ, Алексей Кондрашов, рассказал о том, что такое микроэволюция и популяция, какими характеристиками они обладают, какие задачи стоят в изучении микроэволюции и роль в этом процессе биоинформатики. Были рассмотрены такие темы, как: изменчивость популяций, мутационный процесс, дрейф, отрицательный, положительный и балансирующий отбор, размножение, географическая структурированность популяций. [ слайды ]

2. Генетическое репрограммирование соматических клеток: что нам дает биоинформатика. Сергей Киселёв (ИОГен РАН)

Во второй лекции было рассказано об огромном потенциале стволовых клеток и, в частности, индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) для развития новейших методов клеточной терапии, создания модельных систем с целью изучения механизмов заболеваний и разработки лекарственных препаратов. В лекции обсуждались свойства и функциональные маркеры репрограммирования ИПСК, а также рассказывалось, как с помощью изменений в метилировании ДНК, модификации и транскрипции гистонов в сочетании с биоинформатическими методами создавать специфические маркеры, которые различают стволовые клетки и определяют их судьбу. [ слайды ]

3. Чтение человеческого генома как инструмент улучшения некоторых антропологических и исторических гипотез. Егор Прохорчук (Центр «Биоинженерия» РАН)

Далее было рассказано о применении методов биоинформатики в антропологии, а также освещена проблема этичности в сфере генетических исследований. Помимо этого, была затронута такая неожиданная и интересная тема, как сопоставление генетических и лингвистических данных. [ слайды ]

4. Молекулярные особенности эволюции мозга человека. Филипп Хайтович (Shanghai Institutes for Biological Sciences)

Филипп рассказал про фенотип, генотип и процесс перехода от фенотипа к генотипу; развитие человеческого мозга: транскриптом мозга, специфическую экспрессию генов различных видов и её отличия, особенности и механизмы в организме человека; исследование экспрессии генов людей, страдающих аутизмом; сравнение неандертальцев и современных людей. [ слайды ]

Начиная со второго дня, школа проходила в Подмосковье. Лекции начались с наиболее простых для понимания, с постепенным повышением сложности к концу школы:

5. Биоинформатика и её применения. Алла Лапидус (Центр геномной биоинформатики СПбГУ, СПбАУ РАН)

Была рассказана история дисциплины и различные трактовки понятия «биоинформатика», а также об основных областях применения биоинформатики, включая вопросы использования биоинформатики в медицине. [ слайды ]

6. Молекулярная биология для информатиков. Наталья Володина (СПбАУ РАН)

В нескольких лекциях было дано введение в молекулярную биологию для слушателей небиологических специальностей, включающее такие темы, как: структура и функции ДНК и РНК, центральная догма молекулярной биологии (ДНК → РНК → белок), структура белков и их функции, основные компоненты клетки и их функции. [ слайды 1 + [ слайды 2 ]

7. Разработка научного ПО: лучшие практики и подходы. Константин Оконечников (Max Planck Institute for Infection Biology, Berlin)

Было рассказано о рекомендованных методиках и способах разработки научного ПО. Многие из этих способов давно известны и успешно применяются в сфере разработки программного обеспечения, но требуют адаптации под «научную среду». Отдельное внимание в лекции уделено технологиям оптимизации производительности программных комплексов. [ слайды ]

8. Простые способы анализа сложных данных. Филипп Хайтович (Shanghai Institutes for Biological Sciences)

Во второй лекции Филипп рассказал более подробно о сфере своей научной деятельности, включая изучение специфичной для человека РНК по сравнению с другими млекопитающими, такими как шимпанзе и мышами; процессы старении мозга; длинные некодирующие РНК. [ слайды ]

9. Анализ данных NGS. Андрей Пржибельский (СПбАУ РАН)

Было рассказано об истории секвенирования, дан обзор популярных и развивающихся сегодня технологий, описаны их особенности и области применения. В лекции подробно обсуждается процесс и существующие программы для сборки генома, а также дается ответ на вопрос, существует ли единственный лучший ассемблер. [ слайды ]

Посты Андрея andrewprzh на эту тему на хабре: Биоинформатика: взгляд изнутри и Снова о биоинформатике: сборка бактериальных геномов .

10. Введение в чтение РНК. Константин Оконечников (Max Planck Institute for Infection Biology, Berlin)

Было рассказано о технологиях секвенирования транскриптома и техниках анализа данных, специфичных для данного типа эксперимента, включая методы выравнивания коротких ридов с учетом сплайсинга, сборку транскриптов, способы реконструкции изоформ, сравнительный анализ экспрессии генов, а также методы поиска деформаций в геноме и генов слияния (fusion genes). [ слайды ]

11. Графы де Брюйна и алгоритмы сборки. Сергей Нурк (СПбАУ РАН)

Было рассказано о постановке задачи сборки генома и использование для ее решения графов де Брюйна. В лекции также обсуждаются различные проблемы, связанные с ошибками секвенирования или нехваткой ресурсов. [ слайды ]

12. Биоинформатика в лаборатории: осмысление данных секвенирования следующего поколения. Константин Оконечников (Max Planck Institute for Infection Biology, Berlin)

Было рассказано о различных компьютерных программах, позволяющих анализировать данные Next Generation Sequencing (NGS), и о принципах, позволяющих их эффективно комбинировать и использовать. [ слайды ]

13. Приложения и базы данных секвенирования. Алла Лапидус (Центр геномной биоинформатики СПбГУ, СПбАУ РАН)

Во второй своей лекции, Алла рассказала об истории развития технологий секвенирования и разнообразии существующих биологических баз данных, которое диктуется многообразием стоящих задач и растущим приложением этих технологий в настоящее время (например, в персонифицированной медицине). [ слайды ]

14. Инвестиции в биотех: очевидные и неочевидные истории. Андрей Афанасьев (iBinom, МГУ)

В этой лекции было рассказано о нескольких биотехнологических проектах глазами инноваторов и инвесторов, а также был подробно представлен личный опыт спикера, являющегося основателем биоинформатического стартапа iBinom, по взаимодействию с венчурными фондами и институтами развития. [ слайды ]

15. Сборка и аннотация больших геномов. Павел Добрынин (Центр геномной биоинформатики СПбГУ)

Было рассказано о библиотеках для секвенирования и ресеквенирования, сборке хромосом, использовании референсных геномов близкородственных видов и о различных аспектах аннотирования генов. [ слайды ]

16. Медицинская биоинформатика: настоящее и тенденции. Александр Павлов, Антон Брагин (Sequoia Genetics)

Было рассказано об основных приложениях биоинформатики в медицине и перспективных направлениях ее развития; о геномной медицине, задачах и требованиях к качеству клинических данных, подходам к их получению и трансляции. Вторая часть лекции посвящена техническим аспектам создания ПО, предназначенного для клинической интерпретации биоинформатических данных (принципиальные способы построения pipeline'ов анализа, модульная организация, существующие фреймфорки и сервисы, специфические для биомедицинского ПО, особенности дизайна). [ слайды ]

17. Миниконференция (презентации студентов)

Миниконференция проходила в формате презентаций участников летней школы, которые модерировал Михаил Райко (СПбГУ, СПбАУ РАН). На стадии конкурсного отбора была возможность подать тезисы, и отобранные 13 человек рассказали о своих исследованиях в формате пятнадцатиминутных докладов. С подробными темами и слайдами докладчиков можно ознакомиться на сайте .

18. Анализ данных NGS. Андрей Пржибельский (СПбАУ РАН)

В рамках данного семинара для информатиков подробно рассказано об эффективных алгоритмах и методах для анализа данных NGS. Во второй части семинара к Андрею Пржибельскому подключился Антон Коробейников, также из лаборатории алгоритмической биологии СПбАУ РАН.

19. Обзор биотехнологий. Александр Карабельский (BIOCAD)

Было рассказано о современных направлениях исследований в сфере моноклональных антител, описаны их виды, свойства и спектр применения, а также подробно разобран процесс разработки с рассмотрением его стадий и используемых методов (на примере биотехнологической компании BIOCAD). [ слайды ]

20. Биоинформатика ДНК-белкового взаимодействия и регуляции генов. Всеволод Макеев (ИОГен РАН, МФТИ)

Было рассказано о том, чем отличаются последовательности ДНК разных видов, почему сходные гены работают по разному и почему конкретные гены работают в конкретный момент времени (в конкретной ткани). Освещены такие вопросы, как синтез РНК и последующие стадии, тканеспецифичная экспрессия, регуляция и регуляторы транскрипции, а также представлен обзор различных методов и технологий изучения ДНК-белкового взаимодействия и регуляции генов и сравнение существующих программ. [ слайды ]

21. E-value в BLAST. Антон Коробейников (СПбАУ РАН, СПбГУ)

В двух лекциях, наполненных математикой, было рассказано о статистических принципах и результатах, позволяющих оценить значимость совпадений между строками и отличить действительно неслучайные совпадения от случайных (для биоинформатика BLAST — это стандартное средство для поиска схожести между последовательностями белков и нуклеотидов, самая цитируемая научная статья 90-х годов). Предполагается, что слушатель лекции знаком с основными понятиями статистики и теории вероятностей (распределение, случайная величина, среднее, оценка, статистическая гипотеза).

22. Биотехнологии для биологов. Александр Карабельский (BIOCAD)

В своей второй лекции, Александр рассказал на примере компании BIOCAD о структуре и организации работы современных фармацевтических компаний, типах и свойствах лекарственных препаратов для лечения онкологических и аутоиммунных заболеваний, иммуноглобулинах и причинах их разнообразия, использовании антител и их свойств в терапии, а также других смежных темах. [ слайды ]

23. Мои первые 100 проектов на IonTorrent: рассказ биоинформатика. Дмитрий Алексеев (НИИ ФХМ)

Было рассказано о практическом опыте и результатах использования оборудования IonTorrent для различных целей: чтение и сборка генома, ресиквенс, библиотеки парных ридов, метагеномика, 16S анализ и другие. [ слайды ]

24. Writing for Scientists. Наталья Кузнецова (ИБХ РАН)

Было рассказано о правилах и методиках написания научных статей на английском языке, правильном использовании лексики, пунктуации, структуре текста и типичных ошибках. [ слайды ]

25. Динамика синтетических сетей генной регуляции. Михаил Иванченко (ННГУ)

В этой лекции было рассказано о построении искусственных регуляторных сетей с заданным поведением, например флуоресцентно осциллирующих колоний бактерий, а также о необходимых для этого математических моделей и методах их исследования, важнейших теоретических и экспериментальных результатах, полученных в этой области, о ряде открытых актуальных задач. [ слайды ]

26. Динамика синтетических сетей генной регуляции. Алексей Заикин (University College London)

В следующей лекции Алексей, коллега Михаила, продолжил тему построения искусственных регуляторных сетей со сложной динамикой. [ слайды ]

27. Биоинформационная оценка совершенства стволовых клеток человека. Мария Шутова (ИОГен РАН)

В этом научном докладе Мария, сотрудница лаборатории Сергея Киселёва (который прочитал в первый день лекцию о генетическом репрограммировании соматических клеток), рассказала о сравнении эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), имеющих различную генетическую природу и решении задачи доказательства их идентичности. В лекции было рассказано о создании изогенной системы, позволяющей провести сравнения экспрессии (Illumina HT12) и CpG метилирования (Illumina 450k) ЭСК, дифференцированных клеток и ИПСК. В рассказе освещены молекулярные и биоинформационные методы, использованные в анализе, а также озвучены предварительные результаты этого исследования. [ слайды ]

28. Использование карт в сборке геномов. Алексей Макунин (Центр геномной биоинформатики СПбГУ)

Несмотря на то, что последняя лекция школы состоялась в 10 утра в субботу (после пятничного прощального вечера), почти все участники школы смогли её посетить, и Алексей рассказал о различных способах картирования геномов – от использования BAC-клонов до метода радиационных гибридов и сборки с использованием близкородственных референсных геномов, в том числе об определении порядка скэффолдов, что является важным шагом для сборки и финиширования геномов. [ слайды ]

В заключение

Учитывая большой интерес к школе и положительные отзывы участников, мы решили проводить её ежегодно. Летом 2014-ого школа пройдёт в Питере. Кроме того, если вас заинтересовала тема, то записывайтесь на начинающийся онлайн курс по алгоритмам в биоинформатике на Coursera (хабрапост о курсе) .

Отдельно хочу поблагодарить команду организаторов школы – Катю Чайкину и Аню Черныш, – без которых школа бы не состоялась, а также всех помогавших нам друзей и волонтёров. Ну и, конечно, наших добрых спонсоров, в особенности широко известную компанию JetBrains за стабильную поддержку Института биоинформатики в течение последних трёх лет.

Красивый отчёт об итогах школы можно прочитать тут (осторожно, PDF на 6.5 MB) .

Институт биоинформатики: сайт, твиттер, вконтакте, летняя школа по биоинформатике 2014 .

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/articles/2013/materialy-letnei-shkoly-po-bioinformatike

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта