Магистратура
2025/2026



Практическая биоинформатика
Статус:
Курс по выбору (Анализ данных в биологии и медицине)
Где читается:
Факультет компьютерных наук
Когда читается:
1-й курс, 1, 2 модуль
Охват аудитории:
для своего кампуса
Язык:
русский
Кредиты:
6
Контактные часы:
56
Программа дисциплины
Аннотация
Дисциплина преподается с целью ознакомления слушателей с основными подходами к анализу биологических данных, а именно последовательностей ДНК, РНК и белков, а также уровней их экспрессии методами биоинформатики. В ходе курса студенты ознакомятся с особенностями хранения биоинформатических данных, с принципами, лежащими в основе их анализа, а также научатся эффективному использованию программ, написанных с учётом этих принципов.
Планируемые результаты обучения
- Выбирать и применять адекватные биоинформатические методы и инструменты для решения конкретных биологических задач: алгоритмы выравнивания (точечное, множественное), модели эволюционных замен для построения филогенетических деревьев, методы сборки геномов и анализа NGS-данных (транскриптомика, метагеномика, эпигеномика)
- Осуществлять контроль качества на всех этапах работы с данными секвенирования: от оценки сырых ридов (FastQC) до валидации результатов сборки геномов, количественной оценки экспрессии генов и анализа метагеномных данных
- Проводить комплексный анализ биологических данных, интерпретируя результаты в биологическом контексте: выявлять обогащенные pathways и GO-термины, аннотировать функции генов, определять клеточные типы и состояния по scRNA-seq данным, предсказывать регуляторные элементы и структуры белков и РНК
- Эффективно работать с основными биологическими базами данных (NCBI, UniProt, ENSEMBL и др.) и форматами файлов (FASTQ, SAM/BAM, FASTA, GFF/GTF, VCF)
- Визуализировать и представлять полученные результаты (филогенетические деревья, heatmaps, PCA/UMAP-plot'ы, графики экспрессии) для их последующей публикации и интерпретации
Содержание учебной дисциплины
- История и специфика биоинформатики. Типы и форматы биологических данных
- Базы данных в биоинформатике
- Принципы выравнивания биологических последовательностей
- Филогенетика
- Поиск мотивов и регуляторных элементов
- Сборка геномов
- Транскриптомика (bulk RNA-seq)
- Одноклеточная транскриптомика (scRNA-seq)
- Анализ обогащения и функциональная аннотация
- Эпигеномика и эпигенетика
- Вторичная структура РНК
- Структурная биоинформатика и анализ белков
- Протеомика
- Метагеномика (16S и shotgun)
Промежуточная аттестация
- 2025/2026 2nd module0.4 * Домашнее задание + 0.2 * Квиз + 0.4 * Контрольная работа
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Computational Biology - Genomes, Networks, and Evolution - CCBY4_018 - Manolis Kellis - 2022 - Open Educational Resources: libretexts.org - https://ibooks.ru/bookshelf/390535 - 390535 - iBOOKS
- Handbook of statistical genomics. Vol. 1: ., , 2019
- Handbook of statistical genomics. Vol. 2: ., , 2019
Рекомендуемая дополнительная литература
- 9781119429227 - Balding, D. J.; Moltke, Ida; Marioni, John - Handbook of Statistical Genomics - 2019 - John Wiley & Sons - http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=nlebk&AN=2182931 - nlebk - 2182931
- Statistical theory and methods for evolutionary genomics, Gu, X., 2011