ai&bigdata lab. Дмитрий Новицкий "big data и...
TRANSCRIPT
1ДМИТРИЙ НОВИЦКИЙ
BIG DATA И БИОИНФОРМАТИКА
ЧТО ТАКОЕ БИОИНФОРМАТИКА
• математические методы компьютерного анализа генома, транскриптома, протеома(омикс- биоинформатика).
• разработка алгоритмов и программ для предсказания пространственной структуры биополимеров– РНК и белок - структурная биоинформатика ~ ФОЛДНИНГ
• ]моделирование белковых каскадов,предсказание функции белка, регуляторных контуров и т.
2
SHOTGUN & NEXT GEN. SEQUENCING
3
Strand Sequence
Original AGCATGCTGCAGTCATGCTTAGGCTA
First shotgun sequence AGCATGCTGCAGTCATGCT--------------------------TAGGCTA
Second shotgun sequence AGCATG--------------------------CTGCAGTCATGCTTAGGCTA
Reconstruction AGCATGCTGCAGTCATGCTTAGGCTA
ФОРМАТ FASTA : ПРИМЕР БЕЛКОВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
4
ВЫРАВНИВАНИЕПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
5
• Обнаружение внутривидового и межвидового полиморфизма.
• Таксономия• Молекулярные часы
БЕЛКОВЫЕ КАСКАДЫ
6
ОДИН ИЗ КАСКАДОВ РЕАКЦИЙ В КОНСОЛИДАЦИИ ПАМЯТИ С УЧАСТИЕМ
CREB/EBP
7
ПРЕДСКАЗАНИЕ СТРУКТУРЫ БЕЛКА (ФОЛДИНГ)
• .Моделирование5 (молекулярная физика)• Решение сложной задачи оптимизации• Можно использовать машинное обучение• Глубокие нейронные сети• Высокий параллелизм, можно использовать GPU
8
9
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ФАКТОР CREB1
10
Популярный белок CREB1 участвует в десятках процессах в клетке.Является транскрипционным фактором, выглядит как «ножницы» связывающиеся с ДНК.
Играет важную роль в процессах обучения и памяти.
ТРАНСКРИПЦИОННЫЙ ФАКТОР ZIF268-ВАЖНЫЙ БЕЛОК В СИНАПТИЧЕСКОЙ
ПЛАСТИЧНОСТИ• Показан комплекс zif268 , ДНК и цинка
11
ЯЗЫКИ, ПЛАТФОРМЫ, БИБЛИОТЕКИ
• BioPerl• BioPython• R/Bioconductor• Matlab• Julia (BioSeq ?)• Scala/Spark (ADAM)
12
13
14
15
ИЛЬЯ ИЛЬИЧ МЕЧНИКОВ
16
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
17
ДАНИО РЕРИО (DANIO RERIO), ИЛИ ZEBRAFISH (ДИКИЙ)
18
ЧЕМ ХОРОША РЫБКА ДАНИО
• Позвоночное животное• Достаточно сложный мозг, может обучаться• Внешнее оплодотворение- легче проводить генетическую модификацию (трансфекцию)
• Стандартный модельный организм. Геном секвенирован
• Мальки прозрачны. Есть линии (породы), прозрачные во взрослом возрасте
19
ЭКСПЕРИМЕНТ С ПОДСВЕТКОЙ КАЛЬЦИЕВЫХ КАНАЛОВ В МАЛЬКЕ
ДАНИО
20
КАСПЕР- ЛИНЕЙНЫЕ ПОЛУПРОЗРАЧНЫЕ ДАНИО
21