Просмотр кода страницы Майнор Биоинформатика 1 год 2023/24

=='''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'''

Написано как минимум 8 квизов (из 10); Средняя оценка за квизы не может быть ниже 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 === 
{| class="wikitable"
|-
! № !! Лекция !! Семинар
|-
| 1 || Введение в геномику человека. Первый проект "Геном человека". Секвенирование методом Сангера. Полиморфизм человека. SNPs и структурные варианты. Связь с заболеваниями. [https://drive.google.com/file/d/1zBl-gSU2bnZu0dai4u5fRncT2WxFOhOE/view?usp=sharing презентация] 
||
Базы данных SNP и структурных вариантов человека. Влияние SNP на структуру белка. [https://docs.google.com/document/d/1CelFSNd-noK1gd0D_JcGpjx_kBw4TyE5/edit?usp=sharing&ouid=109540323021403462314&rtpof=true&sd=true содержание] [https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0171355 статья] 
|-
| 2 || Генотип и гаплотип. SNP и тегированные SNPы. Исследования GWAS. Тест хи-квадрат. [https://drive.google.com/file/d/1Ct7imUf_bp-ewuWUDpP8A-izawLm690m/view?usp=sharing презентация]
||
Генотипы, минорные аллели, локусы. Пример GWAS для одного SNP. Тест хи-квадрат.
[https://drive.google.com/file/d/1H1dBsZiSSBKNATe3I3QWZL4cOHkOICxp/view?usp=sharing содержание] [https://colab.research.google.com/drive/1JerhX82Xi8jOKwc57hhVPDzGIg08Avrn?usp=sharing тетрадка]
|-
| 3 || Исследования GWAS. Элементы популяционной генетики. Гаплотипы и гаплогруппы. Митохондриальная Ева и Y-хромосомный Адам. [https://drive.google.com/file/d/194mgVTf3XKhY1VVYGwoDcSfaKgq1K8Hy/view?usp=sharing презентация]
||
Ассоциации признака с аллелью и генотипом. Отношение шансов и оценка риска. Примеры отчетов компании 23 and me. [https://colab.research.google.com/drive/13XjotkSdHt1Ca4shA3jl1ZoDYyExbTxD?usp=sharing содержание] 
|-
| 4 || Александр Ракитько, компания Генотек. Генетика здоровья. [https://drive.google.com/file/d/1D-RzLXTRxDol6ND_sT6hd0LrfGqLOD1S/view?usp=sharing презентация]
||
Исследование на ассоциацию варианта с заболеванием. [https://drive.google.com/file/d/1qog5Ip0iFqc5Pry4-XFldzAOQTtmJj44/view?usp=sharing содержание] 
|-
| 5 || Александр Ракитько, компания Генотек. Генетическая генеалогия. [https://drive.google.com/file/d/1pvczcMga2hQlVqPGjBSAje6TnrsO_xMU/view?usp=sharing презентация]
||
Распространение гаплогрупп, поиск гаплогруппы А.С.Пушкина, PCA-анализ популяций. [https://drive.google.com/file/d/1yhB73-SO5XLYQoECsiHJfWvFSPj-YxhC/view?usp=sharing содержание]
|-
| 6 || Исследования GWAS.Щкончание. [https://drive.google.com/file/d/194mgVTf3XKhY1VVYGwoDcSfaKgq1K8Hy/view?usp=sharing презентация] Генетика рака. [https://drive.google.com/file/d/1-Pw4A7vQTa6IsX2YgBOd-vFXBbhHVtqQ/view?usp=sharing презентация]
||
GWAS, основные форматы файлов, plink. [https://colab.research.google.com/drive/1JerhX82Xi8jOKwc57hhVPDzGIg08Avrn?usp=sharing тетрадка]
|-
| 7 || Проект Панрак (Pancancer). Краткий обзор последних результатов. Иммунотерапия рака. [https://drive.google.com/file/d/1e_3JGQlSi9rQFUve_TtCIFdZTdAFxLrJ/view?usp=sharing презентация] 
||
Классификация генов, связанных с раком. Исследование данных пациентов. [https://docs.google.com/spreadsheets/d/14Dv4aijbXL01OPf98iNGPcRSBhsORnx5bAxXx2Fd3Vw/edit?usp=sharing Работа на семинаре с карточками генов и карточками пациентов]
|-
| 8 || Boston gene. Иммунотерапия рака.  
||
Boston gene. Иммунотерапия рака. 
|-
| 9 || Классификация типов лейкемии по данным экспрессии генов. [https://drive.google.com/drive/folders/1V9nfP7FUqkJwqoBCPRG5gS_nb10Rk6i5?usp=sharing данные] [https://colab.research.google.com/drive/1SkVG7BCG0k7_5ECciG7mWML0CCQ2zRVE?usp=sharing содержание] 
||
Классификация типов лейкемии по данным экспрессии генов. [https://drive.google.com/drive/folders/1V9nfP7FUqkJwqoBCPRG5gS_nb10Rk6i5?usp=sharing данные]
[https://colab.research.google.com/drive/1SkVG7BCG0k7_5ECciG7mWML0CCQ2zRVE?usp=sharing содержание]
|-
| 10 || Генная онтология. Метаболические пути и сети. [https://docs.google.com/presentation/d/1-yVmrrCrzPadC5otu3FBYhzwYYvbgQ0Z/edit?usp=sharing&ouid=109540323021403462314&rtpof=true&sd=true презентация]
||
Генная онтология. Метаболические пути и сети.  
|-
| 11 || Сравнительная геномика человека и шимпанзе. [https://drive.google.com/file/d/1QJ-HyaNfw8sYa7NMXgdwWWbAUB1yp56S/view?usp=sharing презентация]
||
Сервер Vista - визуализации выравниваний геномов человека и шимпанзе. Анализ участка ускоренной эволюции HAR1. Анализ гена речи FOXP2. [https://docs.google.com/document/d/1GCetWaEvem_E8nwZwTr3Rw5q7hq6FEyU1qFRwRNKUMg/edit?usp=sharing содержание] 
|-
| 12 || Неандерталец и денисовец. Сравнительная геномика человека, неандертальца и денисовца.
[https://drive.google.com/file/d/1xVWaToO_WZux7o8LSHZ5D7aWQo0eRJum/view?usp=sharing презентация] 
||
Изучение эволюции неандертальце и денисовцев по митохондриальной ДНК.
[https://docs.google.com/document/d/12KtCRdDVwIqZv8KMnuThKg6ZqguTt-J-/edit?usp=sharing&ouid=109540323021403462314&rtpof=true&sd=true содержание] [https://drive.google.com/drive/folders/1smG0oev1XK4Bugn9oKHaW2EUTcmWXuB_?usp=sharing данные]

|-

| 17 ||  Вторичные структуры ДНК. Квадруплексы, триплексы, Z-ДНК 
[https://drive.google.com/file/d/1c0Mii0ai9-PZvBAqiDbz3mND-g5IlV6t/view?usp=sharing презентация]
||
Методы аннотации геномов квадруплексами, Z-ДНК, структурами стебель-петля
[https://docs.google.com/document/d/1vGovau6WzrEYaJVyp36hY_H6Dbgm24LX43BLwQZumpE/edit?usp=sharing содержание] [https://colab.research.google.com/drive/1piNkkGdHny6kjtdYsw_ZDV32Ruh5CGT6?usp=sharing Блокнот]
|-
| 18 ||  Вторичные структуры РНК. Методы предсказания вторичной структуры РНК.  
[https://drive.google.com/file/d/1NwKPxNYRo1Shl1skn0oSbXXSazf0G0V-/view?usp=sharing презентация]
||
Программа RNAFold. Структурное выравнивание (LocARNA). База данных RFam.
[https://docs.google.com/document/d/1tCXm7p-1oUyCT2bBVjC6FRqYDfiJHKbe4sjzjp9FgtI/edit?usp=sharing содержание] 
|
|-
| 19 || Транскрипционные факторы и мотивы. [https://drive.google.com/file/d/1QJW8NGXME-o5a5cWtFPIo0Tj3OGpsaFl/view?usp=sharing презентация]
||
Мотивы. Базы мотивов. Поиск мотивов. MEME, Homer. [https://docs.google.com/document/d/16WUtFYFKnYqN8XRUNUHTSe8OYx5yqoZbR894g60qy1k/edit?usp=sharing содержание] [https://colab.research.google.com/drive/1gJz1MBsxfPH-GuKyph1-g6MX2Hcu3qAU?usp=sharing тетрадка ]
|
|-
| 20 || Alphafold. nonB-DNA, DEEPZ, Z-DNABERT.Лаборатория биоинформатики ВШЭ.
||
MEME. Практика. [https://docs.google.com/document/d/1jjhSHwL3kORTIEAk9dwvUxraNLvf25xs/edit?usp=sharing&ouid=109540323021403462314&rtpof=true&sd=true содержание]
|
|-
|}

=='''Часть 1. Биоинформатика ДНК, РНК и белков (модули 1-2)'''==

   
<nowiki>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.</nowiki><br /><br />  
<nowiki>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.</nowiki>

===== Оценивание =====
НАКОП=0.1*(среднее по квизам)+0.5*(среднее по ДЗ) +0.4*экзамен

Накоп округляется стандартным образом.

'''Условия автомата'''

Написано как минимум 9 квизов (из 10); 8 из 10 квизов должны быть написаны на 4 или выше.

Все ДЗ, сданы на удовлетворительную оценку (оценка за ДЗ должна быть выше 4)

Квизы можно пересдать при наличии подтвержденной уважительной причины. Дедлайн по ДЗ продлевается на период недееспособности по болезни или аналогичной уважительной причине.

Студенты претендующие на автомат могут выбрать не иди на экзамен и вместо этого получить оценку по формуле:

ИТОГ = НАКОП * 1.6

=== Лекции и семинары === 
{| class="wikitable"
|-
! № !! Лекция !! Семинар
|-
| 1 || Введение. Основы молекулярной биологии. Клетка, геном, белки, поток информации, генетический код. [https://drive.google.com/open?id=1SEOTQyumGUff8Bwu54skDpu0ts38PfMG презентация] || Введение в систему Unix. Основные команды Unix. Файловая система. Навигация. Командная строка. Просмотр файлов. Поиск информации в файлах. [https://drive.google.com/drive/folders/1mH8p_zxAFPXKHyBR-yuTUiFDt7OvMCDk?usp=sharing содержание]
|-
| 2 || Продолжение. Введение. Основы молекулярной биологии. Клетка, геном, белки, поток информации, генетический код. [https://drive.google.com/open?id=1SEOTQyumGUff8Bwu54skDpu0ts38PfMG презентация] || Базы данных геномов бактерий.  Файлы аннотации геномов генами. Стренды. [https://docs.google.com/document/d/1zbNG3wI8gHP8f3boM1yg0aok6ux--QIte5WsbRjGvbI/edit?usp=sharing содержание]
|-
| 3 || Организация геномов прокариот и эукариот. Гены и регуляторные элементы. Белок-кодирующие и РНК-кодирующие гены. Экзоны и интроны. Сплайсинг. Промоторы и энхансеры. [https://drive.google.com/file/d/1eOHa1N9d9kEb4py_omwMacccHxtd_VaL/view?usp=sharing презентация] || UCSC genome browser. Геном человека. Строение генов. Треки консервативности, SNPs, структурных вариантов, повторов. Скачивание полного генома человека. Table browser. [https://docs.google.com/document/d/1rzUnplDpWV3bD587Y4dfxCTJH0OwVN1Nw3D_Z9XzUzw/edit?usp=sharing содержание]
|-
| 4 || Молекулярная эволюция. Поиск схожих последовательностей. Алгоритм и программа BLAST. Статистика локального выравнивания. [https://drive.google.com/file/d/1Kolkm1n6lQR_wPfcL25g8mnsPzr-RCVw/view?usp=sharing презентация] 
||
BLAST.
[https://docs.google.com/document/d/1suCytYXQBnDoA3cIt0LttFchxXrALJtxzc-5PvJ_5CI/edit?usp=sharing содержание] 
|-
| 5 || Модели эволюции аминоклислотных последовательностей. Матрицы PAM и BLOSUM. [https://drive.google.com/file/d/1ByPuofZmv30TSyyr-XloGkY9xdazGLmx/view?usp=sharing презентация]
||
Работа с bed файлами, bedtools. [https://colab.research.google.com/drive/1b_Grc0hCL9ldF7NM-Nu6NPcj5lOSCT2z?usp=sharing содержание] 
|-
| 6 || Алгоритмы попарного и множественного выравнивания последовательностей. Динамическое программирование. [https://drive.google.com/file/d/134zLTklVjmCVHKqn14IwVF3oBjmGVogc/view?usp=sharing презентация] 
|| 
Программа MEGA. Выравнивание последовательностей на примере коровых белков (ATP, DNA-poymerase, 16S-RNA). [https://drive.google.com/file/d/14PwDpFmD1-WKhcHugYjPU_dNsDi6LJ9G/view?usp=sharing содержание] [https://drive.google.com/drive/folders/1MkLBhWdzmmlUAG-Zw0m_Layg0keCNXfr?usp=sharing данные]
|-
| 7 || Алгоритмы попарного и множественного выравнивания последовательностей (продолжение). Филогенетика. Горизонатльный обмен генов. Методы построения филогенетических деревьев.  
[https://drive.google.com/file/d/1q0XiLdai3yXIqFp8k_AaHKvv8EM2CX9w/view?usp=sharing презентация] 
|| 
Построение филогенетических деревьев на примере коровых белков (ATP, DNA-poymerase, 16S-RNA). Программа MEGA. [https://drive.google.com/file/d/13Zfsb84kjTuifvF5zoeFLZeWW_lWKqal/view?usp=sharing содержание] [https://drive.google.com/drive/folders/1mJLah0BeSrD73csEM8Z4S2Yo3mzL13sB?usp=sharing данные] 

|-
| 9 || Филогения. Методы построения филогенетических деревьев. Метод ближайшего соседа (NJ). Метод максимальной бережливости. Метод максимального правдоподобия. Бутсрэп-оценка построенного дерева. [https://drive.google.com/file/d/1Zj8AfLZ1T1pbubL1aFwIrd8P9qyBb7OP/view?usp=sharing  презентация] 
||
Поиск белков в Swiss-Prot по мнемонике функции. Интеины. Определение горизонтально перенесенных генов. Филогенетика и астробиология. [https://docs.google.com/document/d/1aZYI6LGjPorXNPehfI7JpLu2pFuCMUeNSFfizvx2IVg/edit?usp=sharing содержание] [https://drive.google.com/drive/folders/1sUjWA4BVaLHRvLkIrOfq3lrKvxjHKeA7?usp=sharing данные] 
|-
| 10 ||  Коронавирус. Семейство коронавирусов. Структуры комплексов связывания белка шипа коронавируса (S) и фермента ACE2 [https://drive.google.com/file/d/1NydObtnSmBEcDJzNXLDOB7C2TmKJ5iCR/view?usp=sharing презентация] 
||
Эволюционный анализ вируса SARS-cov-2 из разных популяций человека. [https://drive.google.com/file/d/1lTZzYFuAiXwk_4QeFCjamtCHyHEQu4E2/view?usp=sharing содержание] [https://drive.google.com/drive/folders/1V8OSFcppbhs7b_vfzgb35AoEyMhPvmx9?usp=sharing данные]  
|-
| 11 || Вакцины. Коронавирус.
||
Знакомство с базами данных ортологов и знакомство с 3-х мерной структурой белков по базе данных PDB.  
[https://drive.google.com/file/d/1wwz6tlrVigM_Ojb3Ufa2LEmaIMcedu8x/view?usp=sharing содержание]  
|-
| 12 || Филогенетика коронавируса.
||
Знакомство с pymol. Структура spike белка коронавируса.  
[https://docs.google.com/document/d/17ElLzd5nuHugCBVtQP2E4zmsIW0uGfAjSk720Ar3RV0/edit?usp=sharing содержание]  
|-
|}

=='''Литература'''==
[https://drive.google.com/drive/folders/1PPqZpnsC9pslzqOJ2VixFNeEgxGfxdPO?usp=sharing '''Books''']