Факультатив Биоинформатика 2015

Это страница факультатива по биоинформатике, который читается на Факультете Компьютерных Наук в 1-2 модулях в 2015-2016 учебном году.

Проходит c 18.00 до 21.00 по вторникам в 301 аудитории в здании на Кончовском.

Лекторы и Семинаристы В. Степанова, А. Залевский, И. Колесниченко

Контакты: по всем вопросам можно писать на почту ignat1990@gmail.com

Описание курса

Цель курса познакомиться с задачами, которыми занимается биоинформатика и изучать популярные инструменты для решения этих задач.

План курса следующий:

1. Введение в молекулярную биологию.

2. Секвенирование. Секвенаторы. Сборка de novo, сборка выравниванием.

3. Базы данных полных геномов. Выравнивания нуклеотидных последовательностей. Алгоритмы BLAST.

4. Сравнительная геномика. Филогения, аннотация.

5. Экспрессия генов. Сплайсинг. Секвенирование РНК. Дифференциальная экспрессия.

6. Трансляция белков. Базы данных белков (Uniprot, PDB). Белковые выравнивания и фолдинг белков.

7. Молекулярные механизмы работы лекарств. Процесс разработки лекарств. Скрининг. Докинг.

8. Однонуклеотидные полиморфизмы. Базы данных и SNP-calling. Соотнесение со структурой.

9. Фармакодинамика/кинетика (метаболизм) лекарственных препаратов.

10. Популяционная медицина. Тестирование на пациентах.

Отчётность по курсу и критерии оценки

В течение курса вам будет предложено выполнить несколько домашних заданий. Для получения зачета по курсу необходимо сделать 80% из всех домашних заданий. Все домашние задания будут иметь deadline-ы, после которых они приниматься не будут.

У тех, кто сдаст меньше 80% домашних заданий (но больше половины), для получения зачёта будет возможность выбрать проект или статью, согласовать её с нами и по результатам защиты проекта/статьи получить зачёт.

Студенты, выполнившие меньше половины домашних заданий, получат незачёт.

Домашние задания

Правила игры:

1. После того, как вы прислали домашнее задание, еще какое-то время (обычно не больше недели) вы можете исправлять замечания к задаче, если они есть.
2. Задача может быть не сформулирована абсолютно строго, и это нормально. В реальной жизни все задачи имеют расплывчатые формулировки, и надо привыкать с этим работать. Например, можно задавать нам уточняющие вопросы про задачу.

Задание 1.

Решения надо присылать по адресу ignat1990@gmail.com.

Условия задач: https://yadi.sk/i/-pVEymy6jQnho

Решения больше не принимаются. Дедлайн: 23.59 13 октября.

Задание 2.

Домашнее задание. Решения принимаются до 23:59 28 октября на почту vita@blastim.ru.

Лекции и семинары

Лекция 1. (15.09.2015)

Что такое биоинформатика. Внутреннее устройство эукариотической клетки. Слайды.

Семинар 1. (15.09.2015)

Введение в LINUX: учились заходить на учебный сервер, решали несложную задачку по работе с файлами. Слайды.

Лекция 2. (22.09.2015)

Подробное описание структуры ДНК, хроматина, хромосом. Описание механизма репликации ДНК.

Семинар 2. (22.09.2015)

Bash. Основные конструкции языка: строки, числа, циклы, if-ы. Полезные утилиты: grep, find, wc, tmux. Слайды.

Лекция 3. (29.09.2015)

Напоминание про ПЦР. Секвенирование по Сенгеру, методы секвенирования нового поколения. Алгоритмы сборки генома нового организма из ридов. Слайды 2.

Семинар 3. (29.09.2015)

Продолжение про Bash и Python. Примеры решения разных задач с использованием питона и командной строки. Слайды

Лекция 4. (06.10.2015)

Часть 1

Геномные банки. Картирование ридов на референсный геном. Слайды.

Часть 2

Обзор алгоритмических проблем, возникающих в задаче выравнивания коротких прочтений. Задача поиска подстоки в строке. Поиск с ошибками. Понятие суффиксного дерева, его основные свойства. Преобразование Барроуза-Виллера.

Рекомендуемая литература

Строковые алгоритмы

1. Хорошая книжка про строковые алгоритмы (есть переведенная на русский язык): String Algorithms and Algrorithms in Computational Biology. Gusfield.
2. Алгоритм Укконена построение суффиксного дерева. Исходная статья: On–line construction of suffix trees. А также подробное объяснение на пальцах
3. Преобразование Барроуза-Виллера и FM-индекс. Простые объяснения и оригинальная статья про FM-индекс Opportunistic Data Structures with Applications.
4. Статьи про BWA-выравниватель Compressed indexing and local alignment of DNA, Fast and accurate long-read alignment with Burrows–Wheeler transform.

Молекулярная биология

1. Введение в молекулярную биологию, Э. Рис, М. Стернберг
2. Молекулярная биология клетки, Б. Альбертс
3. Курс Молекулярной биологии на stepic.org

Биоинформатика

1. Post Assembly Genome Improvement Toolkit

Новости

В этом разделе публикуется текущая информация по курсу (переносы лекций, изменения в запланированной программе,...)