Майнор Биоинформатика 1 год 2024/25
Дополнительные действия
Часть 2 Медицинская биоинформатика (Модули 3-4)
В курсе “Медицинская биоинформатика” изучается геномика человека, полиморфизмы и структурные варианты в популяции и их связь с заболеваниями. Дается представление о полногеномном поиске ассоциаций и консорциумных проектах, изучающих генетику рака и других заболеваний. Изучаются элементы системной биологии, показывающей как генетические изменения могут приводить к изменениям на функциональном уровне. Дается представление о метаболических и сигнальных сетях, онтологическом анализе. Изучаются ДНК-белковые взаимодействия и РНК-регуляция. Дается представление о сравнительном анализе геномов человека и ближайших видов, таких как шимпанзе или неандерталец. Дается представление о микробиоме и эволюции вирусов.
Оценивание
НАКОП=0.1*(среднее по квизам)+0.5*(среднее по ДЗ) +0.4*экзамен
Накоп округляется стандартным образом.
Условия автомата
Сдать как минимум 8 квизов (из 10), средняя оценка за квизы не может быть ниже 4 баллов. Квиз считается сданым, если балл за него >4
Все ДЗ, сданны на удовлетворительную оценку (оценка за каждое ДЗ должна быть не ниже 4)
Студенты претендующие на автомат могут выбрать не иди на экзамен и вместо этого получить оценку по формуле:
ИТОГ = НАКОП * 1.6
Лекции и семинары
| № | Лекция | Семинар | |
|---|---|---|---|
| 1 | Введение в геномику человека. Первый проект "Геном человека". Секвенирование методом Сангера. Полиморфизм человека. SNPs и структурные варианты. Связь с заболеваниями. презентация |
Базы данных SNP и структурных вариантов человека. Влияние SNP на структуру белка. содержание статья | |
| 2 | SNPs и структурные варианты. Генотип и гаплотип. SNP и тегированные SNPы презентация |
Генотипы, минорные аллели, локусы. Пример GWAS для одного SNP. Тест хи-квадрат. содержание тетрадка | |
| 3 | Исследования GWAS. Тест хи-квадрат. презентация |
Ассоциации признака с аллелью и генотипом. Отношение шансов и оценка риска. Примеры отчетов компании 23 and me. тетрадка | |
| 4 | Александр Ракитько, компания Генотек. Генетика здоровья. презентация |
Исследование на ассоциацию варианта с заболеванием. содержание | |
| 5 | Александр Ракитько, компания Генотек. Генетическая генеалогия. презентация |
Распространение гаплогрупп, поиск гаплогруппы А.С.Пушкина, PCA-анализ популяций. содержание | |
| 6 | Исследования GWAS. презентация |
GWAS, основные форматы файлов, plink. [1] | |
| 7 | Генетика рака. презентация |
Классификация генов, связанных с раком. Исследование данных пациентов. Работа на семинаре с карточками генов и карточками пациентов | |
| 8 | Проект Панрак (Pancancer). Краткий обзор последних результатов. Иммунотерапия рака. презентация | Классификация типов лейкемии по данным экспрессии генов. данные | |
| 10 | Иммунотерапия рака. |
GO | |
| 11 | Сравнительная геномика человека и шимпанзе. презентация |
Сервер Vista - визуализации выравниваний геномов человека и шимпанзе. Анализ участка ускоренной эволюции HAR1. Анализ гена речи FOXP2. содержание | |
| 12 | Неандерталец и денисовец. Сравнительная геномика человека, неандертальца и денисовца. |
Изучение эволюции неандертальце и денисовцев по митохондриальной ДНК. содержание данные тетрадка | |
| 17 | Вторичные структуры ДНК. Квадруплексы, триплексы, Z-ДНК |
Методы аннотации геномов квадруплексами, Z-ДНК, структурами стебель-петля содержание Блокнот | |
| 18 | Вторичные структуры РНК. Методы предсказания вторичной структуры РНК. |
Программа RNAFold. Структурное выравнивание (LocARNA). База данных RFam. содержание |
|
| 19 | Транскрипционные факторы и мотивы. презентация |
Мотивы. Базы мотивов. Поиск мотивов. MEME, Homer. содержание тетрадка |
Часть 1. Биоинформатика ДНК, РНК и белков (модули 1-2)
В курсе «Элементарная геномика» изучаются основные закономерности молекулярной эволюции и математические методы анализа молекулярных последовательностей, включая алгоритмы поиска гомологичных последовательностей, выравнивания последовательностей и построения филогенетических деревьев, алгоритмы поиска ортологов и горизонтально перенесенных генов, предсказания генов и поиск мотивов, методы аннотации геномов de novo генами и функциональными элементами. Изучаются алгоритмы и методы предсказания вторичной структуры ДНК, РНК и белков.
В течение курса студенты познакомятся с основными биоинформатическими ресурсами, включая базы данных, веб-порталы, компьютерные программы для работы с базами данных молекулярной биологии, а также программами, реализующими биоинформатические методы.
Оценивание
TBD
Условия автомата
TBD
Лекции и семинары
| № | Лекция | Семинар |
|---|---|---|
| 1 | Введение. Основы молекулярной биологии. Клетка, геном, белки, поток информации, генетический код. презентация | Геномы. Базы геномов. Основные форматы файлов. Файлы аннотации геномов генами. Стренды. текст |
| 2 | Продолжение. Введение. Основы молекулярной биологии. Клетка, геном, белки, поток информации, генетический код. презентация | Генетический код, рамки считывания, biopython тетрадка |
| 3 | Организация геномов прокариот и эукариот. Гены и регуляторные элементы. Белок-кодирующие и РНК-кодирующие гены. Экзоны и интроны. Сплайсинг. Промоторы и энхансеры. презентация | UCSC genome browser. Геном человека. Строение генов. Треки консервативности, SNPs, структурных вариантов, повторов. Скачивание полного генома человека. Table browser. содержание |
| 4 | Продолжение. Организация геномов прокариот и эукариот. Гены и регуляторные элементы. Белок-кодирующие и РНК-кодирующие гены. Экзоны и интроны. Сплайсинг. Промоторы и энхансеры. презентация | Модели генов. Геномные браузеры.Table browser. таблица к заданию содержание |
| 5 | Молекулярная эволюция. Поиск схожих последовательностей. Алгоритм и программа BLAST. Статистика локального выравнивания. презентация |
BLAST. содержание |
| 6 | Модели эволюции аминоклислотных последовательностей. Матрицы PAM и BLOSUM. презентация |
BLAST.таблица к семинару Работа с bed файлами, bedtools. содержание |
| 7 | Алгоритмы попарного и множественного выравнивания последовательностей. Динамическое программирование. презентация |
Закрепляем NW. Обсуждение ДЗ. Работа с bed файлами, bedtools. содержание |
| 8 | Алгоритмы попарного и множественного выравнивания последовательностей (продолжение). Филогенетика. Горизонатльный обмен генов. Методы построения филогенетических деревьев. презентация |
Программа MEGA. Выравнивание последовательностей на примере коровых белков (ATP, DNA-poymerase, 16S-RNA). содержание данные |
| 9 | Филогения. Методы построения филогенетических деревьев. Метод ближайшего соседа (NJ). Метод максимальной бережливости. Метод максимального правдоподобия. Бутсрэп-оценка построенного дерева. презентация |
Определение ортологов и паралогов по филогенетическим деревьям. содержание данные |
| 10 | Гомологи, ортологи и паралоги. Поиск горизонтально перенесенных генов. презентация |
Определение ГПГ, ортологов и паралогов. Базы ортологов и паралогов. содержание данные |
| 11 | Коронавирус. Семейство коронавирусов. Структуры комплексов связывания белка шипа коронавируса (S) и фермента ACE2 презентация |
Эволюционный анализ вируса SARS-cov-2 из разных популяций человека. содержание данные |
| 11 | Вакцины. Коронавирус. |
Знакомство с 3-х мерной структурой белков по базе данных PDB. Знакомство с pymol. содержание |