Биоинформатика как дисциплина — Михаил Гельфанд

10 лекций биоинформатика Михаила Гельфанда о технологиях анализа молекулярно-биологических данных

Биоинформатика — это наука, которая занимается анализом молекулярно-биологических данных. Это могут быть последовательности геномов, структуры белков, данные о том, как гены работают, то есть в каких тканях какие гены работают, а какие «молчат». Это могут быть данные о регуляторных или белок-белковых взаимодействиях. Все это надо анализировать, причем не просто анализировать, а делать содержательные биологические выводы, которые понятны и интересны классическим биологам. Это могут быть утверждения о том, как работает клетка в целом — например, как происходит развитие эмбриона на каких-то ранних стадиях, а могут быть данные совершенно конкретные, что этот белок делает вот это, этот ген регулируется вот таким-то фактором транскрипции и включается в таких-то условиях и тому подобное. Оказывается, что мы довольно много интересного в этой области можем сделать, и отдельные сюжеты обсуждаются в рамках этого курса. Все это касается прикладной биоинформатики, а фундаментальная биоинформатика — это просто эволюционная молекулярная биология.

1. Какие направления работы выделяют в биоинформатике? Как с помощью биоинформатики исследуются эволюционные процессы? Почему большой объем данных препятствует развитию молекулярной биологии?

2. Как построен процесс определения геномной последовательности? Какие существуют методы метаболической реконструкции? И какое значение они приобретают в биоинформатике?

3. Какие существуют подходы к определению минимального генома? Как реализуются экспериментальные методы поиска генов, которые являются обязательными?

4. В чем особенности генома различных штаммов кишечных палочек? С чем связаны вспышки кишечных заболеваний? И как бактерии приобретают патогенные свойства?

5. Как происходит обмен генами между бактериями? Как горизонтальный перенос генов влияет на реконструкцию родственных связей между бактериями? И по каким причинам развивается ген лекарственной устойчивости?

6. Что такое метагеномика и метагеном? Какие виды бактерий существуют и как их изучают? Сколько в человеке бактериальных клеток? И почему человек зависит от бактерий?

7. В чем особенности физического и статистического подходов в биоинформатике? Какие значимые результаты удалось получить в структурной биоинформатике? Как проходит чемпионат мира по предсказанию структуры белков?

8. К каким исследованиям привело развитие технологий по определению последовательности нуклеотидов в геноме? В чем суть проекта «Тысяча геномов»? И как новые технологии в генетике и геномике повлияют на лечение генетических заболеваний?

9. Что такое системная биология и какие возможности она открывает в изучении клетки? Как системная биология позволяет лучше понять механизмы рака и принципы его лечения? Какие существуют современные разработки в области лекарств против рака?

10. Как определяют геном бактерий? Как в ближайшем будущем будут работать с геномом раковых опухолей? И каковы перспективы развития методов геномики?

Комментарии: