Бакалавриат
2026/2027
Вероятностное моделирование в геномике
Статус:
Курс по выбору (Прикладная математика и информатика)
Где читается:
Факультет компьютерных наук
Когда читается:
3-й курс, 3, 4 модуль
Охват аудитории:
для своего кампуса
Язык:
русский
Кредиты:
6
Контактные часы:
80
Программа дисциплины
Аннотация
Курс посвящен фундаментальным принципам вероятностного моделирования эволюционных процессов в популяциях и методам анализа генетических данных. В первой части рассматриваются детерминистские модели популяционной генетики: равновесие Харди–Вайнберга как базовый принцип панмиксной популяции, эффект Валунда, выявляющий скрытую структуру популяции через дефицит гетерозигот, и неравновесие по сцеплению (LD), описывающее неслучайные ассоциации аллелей между локусами.
Основное внимание уделяется стохастическим процессам, лежащим в основе эволюции генетического разнообразия. Студенты изучат модель Райта–Фишера — центральную модель генетического дрейфа в конечных популяциях, понятие эффективного размера популяции, позволяющее связать реальные популяции с идеализированной моделью, и коалесцентную теорию, дающую ретроспективный взгляд на генеалогии генов. Будут рассмотрены современные обобщения коалесцентного подхода: предковые графы рекомбинации (ARG), описывающие множественные локальные генеалогии вдоль генома, марковские коалесцентные модели (SMC, SMC’), представляющие последовательность локальных деревьев как скрытую марковскую модель, а также методы локального инференса происхождения (LAI) для анализа смешанных популяций.
Вторая часть посвящена современным методам молекулярной филогенетики и их применению для анализа эволюции генов и признаков. В рамках курса объясняются подходы к подготовке данных для филогенетического анализа, методы реконструкции, сравнения и оценки достоверности филогенетических деревьев, а также рассматриваются методы выявления отбора на основе филогенетической информации. Особое внимание уделяется практическим аспектам анализа: выбору моделей эволюции, тестированию филогенетических гипотез, а также применению методов филогенетики для решения практических
задач.