Биоинформатика ДНК, РНК и белков

2020/2021

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Майнор

Кто читает: Департамент больших данных и информационного поиска

Где читается: Факультет компьютерных наук

Когда читается: 1, 2 модуль

Преподаватели: Коновалов Дмитрий Львович, Попцова Мария Сергеевна

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 56

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

В курсе 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.

Цель освоения дисциплины

знакомство с геномика человека, полиморфизмами и структурными вариантами в популяции, понимание их связи с заболеваниями.
знакомство с полногеномным поиском ассоциаций и консорциумными проектами, изучающих генетику рака и других заболеваний.
Знакомство с предметом системной биологии, показывающей как генетические изменения могут приводить к изменениям на функциональном уровне.
знакомство с анализом метаболических и сигнальных путей, онтологическим анализом.
знакомство с методами изучений ДНК-белковых взаимодействий и РНК-регуляцией.
изучение методов сравнительного анализа геномов человека и ближайших видов, таких как шимпанзе или неандерталец.
изучение методов анализа микробиома и эволюции вирусов.

Планируемые результаты обучения

Знание баз данных SNP и структурных вариантов человека
Понимание влияния SNP на структуру белка.
знание, что такое исследование GWAS.
знание данных консорциумных проектоы The Cancer Genome Atlas (TCGA) и International Cancer Genome Consortium (ICGC).
Знание, как производится поиск раковых мутаций
Знание методов определения гаплотипов.
умение производить онтологический анализ генов.
уменеие определять фенотип по генотипу.
умение определять транспозоны в разных геномов
умение произвдить анализ геномов человека и шимпанзе.
знание анализа геномов человека и неандеральца.
знание методо анализа метаболических сетей.
знание методов анализа сигнальных сетей.
знание методов анализа ДНК-белковых взаимодействий.
умение работать с программами поиска регуляторной РНК.
знание методов и программ молекулярного моделированию лекарств
знание методов и программ для метогеномного анализа
знание баз данных геномов вирусов
знание классификации вирусов

Содержание учебной дисциплины

Полиморфизм человека. SNPs и структурные варианты. Связь с заболеваниями. Семинар. Базы данных SNP и структурных вариантов человека. Влияние SNP на структуру белка.
Исследования GWAS. Семинар. Пример исследования GWAS
Раковые геномы. Раковый пангеном. Консорциумные проекты The Cancer Genome Atlas (TCGA) и International Cancer Genome Consortium (ICGC). Семинар. Анализ мутаций в раковых геномах.
Гаплотипы. Проект HapMap. Семинар. Анализ гаплотипов человека. Принадлежность к Рюриковичам. 23 and me.
Онтологический анализ генов. Анализ на обогащение генов. Семинар. Практическое занятие по онтологическому анализу.
Корреляция фенотипа и генотипа. Семинар. Практическое занятие по определению фенотипа по генотипу.
Транспозоны. Классы. Представленность у разных видов. Семинар. Поиск транспозонов в базах данных.
Сравнительный анализ геномов человека и шимпанзе. Семинар. Практическое занятие по анализу геномов человека и шимпанзе.
Сравнительный анализ геномов человека и неандеральца. Семинар. Практическое занятие по анализу геномов человека и неандеральца.
Интерактом. Метаболические сети. Генные сети. Семинар. Практическое занятие по изучению метаболических сетей.
Сигнальные сети Семинар. Практическое занятие по изучению сигнальных сетей.
ДНК-белковые взаимодействия Семинар. Практическое занятие по изучению ДНК-белковых взаимодействий.
Регуляторная РНК. РНК-интерференция. Методы поиска регуляторной РНК. Семинар. Программы поиска регуляторной РНК.
Молекулярное моделирование лекарств Семинар. Практическое занятие по молекулярному моделированию лекарств.
Метагеномика. Семинар. Практические занятия по метагеномике.
Эволюция вирусов. Классификация. Семинар. Построение филогенетических деревьев вирусов.

Элементы контроля

Контрольная работа 1
Контрольная работа 2
Контрольная работа 3
Контрольная работа 4
Контрольная работа 5
Домашнее задание 1
Домашнее задание 2
Домашнее задание 3
Домашнее задание 4
Письменный экзамен
Контрольная работа 6
Контрольная работа 7
Контрольная работа 8
Контрольная работа 9
Контрольная работа 10
Контрольная работа 1
Контрольная работа 2
Контрольная работа 3
Контрольная работа 4
Контрольная работа 5
Домашнее задание 1
Домашнее задание 2
Домашнее задание 3
Домашнее задание 4
Письменный экзамен
Контрольная работа 6
Контрольная работа 7
Контрольная работа 8
Контрольная работа 9
Контрольная работа 10

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.125 * Домашнее задание 1 + 0.125 * Домашнее задание 2 + 0.125 * Домашнее задание 3 + 0.125 * Домашнее задание 4 + 0.01 * Контрольная работа 1 + 0.01 * Контрольная работа 10 + 0.01 * Контрольная работа 2 + 0.01 * Контрольная работа 3 + 0.01 * Контрольная работа 4 + 0.01 * Контрольная работа 5 + 0.01 * Контрольная работа 6 + 0.01 * Контрольная работа 7 + 0.01 * Контрольная работа 8 + 0.01 * Контрольная работа 9 + 0.4 * Письменный экзамен

Программа дисциплины