☺️ 🎍 🧛🏻 学校从A到Z的生物信息学讲座 👨🏽 🚶 🧓🏿

在2019年夏季，生物信息学暑期学校第七次举办-每周一次的教育密集型课程，面向一百名学生和来自不同城市和国家的应届毕业生，这是他们在该领域迈出的第一步。

生物学家，医师，程序员，数学家，物理学家，化学家-学校参与者最常见的专业-有条件地分为“生物学家”和“计算机科学家”两大类。讲座和实践致力于各种生物信息学方法及其在医学和生物学中的应用：从进化到单细胞测序数据分析和衰老。

在下面，我们分享了过去15堂讲座的概述，视频和幻灯片。带有星号“ *”的标记无需准备或具有基本知识即可查看。

喜欢看！

1. * NGS技术简介|巴比托夫·尤里（Barbitov Yuri），生物信息学研究所

视频 | 幻灯片

Yuri讨论了下一代测序（NGS）的基本方法以及数据获取基础的机制。这个故事解释了聚合酶链反应（PCR）的作用机理，Senger测序以及第二代和第三代测序技术之间的区别。另外，给出了允许人们获得不同类型数据的实验方法。

2. *用于分析古代DNA的生物信息学技巧| Tatyana Tatarinova，拉凡尔纳大学

视频 | 滑梯

古代DNA吸引了科学家的注意，因为它是有关目前不再存在的物种和生物的数据来源。但是，由于DNA的保存不充分，生物信息数据处理方法有所不同，并且需要大量技巧。塔季扬娜（Tatyana）以卡扎尔（Khazar）遗骸中的古代DNA为例，讨论了这种方法。

3.癌症基因组的测序和分析| Sergey Aganezov，约翰·霍普金斯大学

视频 | 滑梯

癌症发展过程中的体细胞突变可以极大地改变细胞中基因组的核型，并使其具有种群优势，从而导致恶性肿瘤的不受控制的增殖。此类肿瘤细胞中结构遗传变化的分析在研究癌症的成因和理解中起着重要作用。

讲座展示了如何利用图论，组合学和线性编程等领域的方法和知识来获得有关癌细胞基因组结构变化的更准确，更有意义的信息。

谢尔盖谈到了在异种恶性肿瘤中恢复癌细胞群中重排的基因组核型的算法方法。他还研究了健康细胞和癌细胞的非单倍体基因组所造成的困难，并描述了用于异源癌症测序的模型。

4. *头脑中的“非以太网”努力：为什么生物医学需要数学和程序设计| Pyotr Vlasov，科学技术学院

视频 | 幻灯片

在现代生物学，医学和药理学领域，越来越多的研究和应用任务正在创建，它们需要对物理和数学以及IT技术有深入的了解。

为什么实验和理论数据量的急剧增加使生物/医学领域更接近数学和IT领域？数学/程序方法和对生物学的深刻理解的协同作用究竟如何“投射”到药物和个性化生物医学的现代发展中？近年来，我们设法了解了生物医学关键基因型与表型关系中的新变化，包括在各种各样的疾病中？这种理解如何揭示治疗的新“目标”？为何在这样的研究中需要对数学和程序设计有充分的了解？

在演讲中，彼得使用特定的资源和工具来分析生物医学数据，讨论了这些和其他问题，以及一些基本的研究问题。

5. *在胚胎水平上编辑人类基因组|丹尼斯Rebrikov，俄罗斯国家研究医科大学皮罗戈夫的名字命名的

视频 | 幻灯片

CRISPR基因组编辑系统允许针对性地改变DNA的核苷酸序列。讲师讨论了如何使用这种技术在合子阶段对人类胚胎进行潜在的编辑，存在哪些危险和风险，以及如何评估该方法的安全性。 Denis还概述了构成这些过程基础的克隆技术和科学方法。

6.为什么B细胞如此不同？ | Ilaria Tarasova，Walter和Eliza Hall医学研究所

视频 | 滑梯

如何用转录本转录活化的淋巴细胞，以了解哪些基因的表达取决于时间，哪些取决于分裂次数？ B细胞之间有什么区别？为什么体内的功能类型如此之多？这些问题和其他问题的答案由Ilaria在他的演讲中给出。

7. *切割和缝纫课程：设计蛋白质如何在医学和生物技术中使用| Anton Chugunov，IBCh RAS，生物分子

视频 | Slides

Anton讲述了有哪些方法可以进行定向修饰，甚至“从头开始”设计具有所需特性的蛋白质。但是这些都是新药，生物技术分子，甚至是能源领域的新机遇。

8.表观遗传调控与衰老Oleg Shpinov，JetBrains研究

视频| 幻灯片

老化是生物体所经历的复杂过程。在讲座中，Oleg检查了表观遗传调控的基本原理，数据处理的实验和计算方法，包括全面的ChIP-Seq数据分析解决方案-JBR Genome Browser和SPAN Semisupervised Peak ANalyzer。

讲座还提到了甲基化时间，一种通过DNA分子的化学修饰水平预测生物学年龄的方法。观众最后将讲述一个关于人类表观基因组在发育和衰老中的研究的故事，该故事由圣路易斯华盛顿大学和JetBrains研究实验室进行。

9. *机器学习简介| Grigory Sapunov，Intento

视频| 将

机器学习作为人工智能领域的幻灯片继续吸引研究人员的注意力。我们可以说这是编程的替代方法，它可以帮助揭示普通眼睛看不到的数据模式。讲师详细介绍了模型训练的每个阶段以及提供给输入的数据质量的重要性。

10. RNA-seq数据分析| Alexmo Sergushichev，ITMO大学

视频 | 幻灯片

RNA测序数据（RNA-seq）可让您评估组织或整个生物体中基因库表达的变化。 Alexey谈到了协议和RNA测序的一般性，定量和差异基因表达分析的方法。

11. *组装基因组的算法|安德烈Przhibelsky，SPbSU TSAb的

视频 | 幻灯片

基因组组装是一个复杂的算法计算过程。 Andrei谈到了基于图de Bruyne和度量的组装算法，这在组装过程中需要注意。

12.在芬兰人群中寻找效果显着的罕见致病等位基因|瓦西里·拉蒙斯基（Vasily Ramensky），俄罗斯卫生部联邦国家预算机构预防医学国家医学研究中心

视频 | 滑梯

相信罕见的基因组变异会强烈影响发展常见疾病的风险以及定量表型性状的重要性。尽管技术发展，但现代研究仍然缺乏足够的样本来可靠地识别此类选择。

例如，在经历了人口急剧下降阶段的孤立人群中，在芬兰，有害等位基因的发生频率要比普通人群高得多。在6,000个Finns中对78个基因进行测序表明，拥有数量庞大且描述充分的队列对于成功寻找稀有变体的重要性。

对芬兰北部和东部20,000居民的出没顺序进行排序后，发现了43个新的有害变体协会，共有25个字符。在芬兰人中发现的大多数新检测到的有害等位基因的频率是欧洲其他人群的10-100倍。要在其他欧洲人口中识别此类选择，将需要成千上万甚至上百万个个体的样本。

瓦西里谈到了通过对足够大的队列进行测序来检测罕见的具有临床意义的重要变异的基本可能性，以及使用分离种群解决此问题的有效性。

13. *使用机器学习方法从蛋白质组和其他表达数据中搜索生物标记| Elena Chuklina，苏黎世联邦理工学院

视频 |幻灯片

Elena谈到了生物标记的概念，以及机器学习如何以及如何更好地进行搜索。讲座提到了不同类型的机器学习，并提供了分步的实现算法-Elena举例说明了如何将其用于医学上的真实蛋白质组学数据以及差异基因表达分析的结果。

14. *在蛋白质组学领域|马克斯·普朗克生物化学研究所的Pavel Sinitsyn

视频 | 幻灯片

Pavel讨论了获取蛋白质组学数据的各种原理和方法。讲师详细解释了数据获取的每个步骤，肽段选择功能，并说明了自下而上和自上而下方法的不同之处。

15.在单细胞水平上对大脑发育的研究| Konstantin Okonechnikov，德国癌症研究中心

视频 | Konstantin的幻灯片

在演讲中详细介绍了单细胞测序技术，并展示了如何在大脑研究中使用单细胞数据。另外，讲师讨论了处理单细胞数据的方法。

到底

自2013年以来，每年都会举办暑期学校，并且在公共领域的YouTube频道上积累了许多不同年份的视频，其中涵盖了广泛的主题。

截止到5月1日，2020年暑期学校的申请将开放，将于7月27日至8月1日在圣彼得堡举行。对于那些需要更深入知识的人-直到2月22日，您都可以在圣彼得堡和莫斯科观看生物信息学再培训计划，或者在系统生物学现场研讨会上观看。

感谢JetBrains，BIOCAD和EPAM的支持，举办了2019年学校，他们对此深表感谢。

生物信息学给大家，很快见！

PS-有关Habré的先前文章，并概述了生物信息学讲座：2018年，2017年，2016年。

学校从A到Z的生物信息学讲座

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