bioinf2021-2022

http://intbio.org/bioinf2021-2022

Веб-сайт курса биоинформатики для 2 курса Биофака в 2021/2022 учебном году

Программа курса

• Предварительная программа курса (осенний семестр)
• Предварительная программа курса (весенний семестр)

Лекторы

• д.б.н. профессор Коротков Евгений Вадимович
• д.ф.-м.н. Шайтан Алексей Константинович
• к.ф.-м.н. Армеев Григорий Алексеевич
• к.б.н. Герасимов Евгений Сергеевич
• к.ф.-м.н. Новоселецкий Валерий Николаевич

Связь с преподавателями

По email: bioinf2018@googlegroups.com, valery.novoseletsky@yandex.ru

Учет успеваемости и отчетность

• Осенний семестр: самостоятельные работы, зачёт
• Весенний семестр: самостоятельные работы, зачёт

Для выполнения самостоятельных работ нужно зарегистрироваться на сайте Центра развития электронных образовательных ресурсов distant.msu.ru:

1. Завести себе адрес электронной почты
2. Зарегистрироваться один раз под своим реальным именем (ФИО, не ИОФ, и полностью, ибо бывают тезки-однофамильцы), записанным кириллицей. Несоответствующие этим условиям пользователи будут удалены.
3. Выбрать нужный курс: Список курсов -> Курсы факультетов МГУ -> Биологический факультет -> Биоинформатика. Способ записи: 2021. Кодовое слово: номер Вашей группы (201 и т.д.).

Требования для получения зачёта

1. Все самостоятельные работы должны быть выполнены самостоятельно на оценку, не меньшую 3/5 от максимального балла по обязательным заданиям.
2. Возможны дополнительные задания для студентов, не удовлетворяющих критерию 1.

Рекомендованная литература

• Леск Артур. Введение в биоинформатику.
• Стефанов В.Е., Тулуб А.А., Мавропуло-Столяренко Г.Р. Биоинформатика.
• Неи М., Кумар С. Молекулярная эволюция и филогенетика
• Лукашов В.В. Молекулярная эволюция и филогенетический анализ.
• Дурбин Р., Эдди Ш., Крог А., Митчисон Г., Анализ биологических последовательностей.
• Финкельштейн А.В., Птицын О.Б. Физика белка.
• Ханс-Дитер Хёльтье (ред.). Молекулярное моделирование. Теория и практика.
• Даниэль Джон Ригден (ред.) Структура и функционирование белков. Применение методов биоинформатики.
• Оре Ойстин. Графы и их применение.
• Pevzner, J. Bioinformatics and functional genomics, 3rd edition
• Compeau P., Pevzner P. Bioinformatics algorithms (free online)
• Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков

Осенний семестр 2021/22

Лекции

• Лекция №1 Вводная (Видео)
• Лекция №2 Теория информации (Видео)
• Лекция №3 Биологические базы данных (Видео)
• Лекция №4 Элементы теории графов (Видео)
• Лекция №5 Сравнение последовательностей (Видео)
• Лекция №6 BLAST. Множественное выравнивание (Видео)
• Лекция №7 Множественное выравнивание. Филогенетические деревья (Видео)
• Лекция №8 Скрытые марковские модели (Видео)
• Лекция №9 Секвенирование нового поколения (Видео)
• Лекция №10 “Сборка” (Видео)
• Лекция №11 “Ресеквенирование, картирование” (Видео)
• Лекция №12 “Транскриптомика, дифференциальная экспрессия” (Видео)
• Лекция №13 “Аннотация последовательностей” (Видео)
• Лекция №14 “Множественные выравнивания, выявление периодичности и немного поэзии” (Видео)
• Лекция №15 “Аннотация генов, поиск точек разладки и сдвигов рамки считывания” (Видео)
• Лекции окончены. После 15.12.21 появятся списки студентов, которым для получения зачёта необходимо выполнить/переделать те или иные самостоятельные работы.

Самостоятельные работы

• Вводный опрос (должен быть выполнен до 12 сентября включительно)
• Правила оформления и оценки самостоятельных работ
• Теория информации (открыта с 20-00 16 сентября по 09-00 21 сентября)
• Биологические базы данных (открыта с 00-00 24 сентября по 09-00 28 сентября)
• Теория графов (открыта с 19-00 28 сентября по 09-00 5 октября)
• Сравнение последовательностей (открыта с 19-00 5 октября по 09-00 12 октября)
• BLAST. Множественное выравнивание (открыта с 19-00 15 октября по 09-00 19 октября)
• Множественное выравнивание. Филогенетические деревья (открыта с 17-00 19 октября по 09-00 26 октября)
• Множественное выравнивание. Скрытые Марковские модели (открыта с 17-00 26 октября по 09-00 1 ноября)
• “Технологии NGS и Сборка” (открыта с 15-00 18 ноября по 09-00 27 ноября)
• “Картирование чтений и анализ экспрессии генов” (открыта с 12-00 8 декабря по 09-00 15 декабря)

Итоги (21.12.21)

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта
• 2. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Теория информации” на distant.msu.ru
• 3. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Биологические базы данных” на distant.msu.ru
• 4. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Теория графов” на distant.msu.ru
• 5. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Сравнение последовательностей”
• 6. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “BLAST, множественное выравнивание”
• 7. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Множественные выравнивания. Филогенетические деревья”
• 8. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Множественные выравнивания. Скрытые Марковские модели”
• По вопросам пересмотра оценок можно обратиться к Новоселецкому В.Н. с указанием конкретной работы и задания, которые, по Вашему мнению, выполнены верно, но не засчитаны.

Самостоятельные работы (второй заход: с 18-00 21 декабря по 09-00 27 декабря)

• Теория информации
• Биологические базы данных
• Теория графов
• Сравнение последовательностей
• BLAST. Множественное выравнивание
• Множественное выравнивание. Филогенетические деревья
• Множественное выравнивание. Скрытые Марковские модели

Итоги (28.12.21)

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта
• 9. Студенты, которым необходимо будет выполнить итоговую онлайн-работу
• Работа в виде теста с небольшим числом несложных теоретических вопросов на ограниченное время (5 минут)
• 10. Студенты, которым необходимо готовиться к устному онлайн-зачёту (30 декабря 10-00, ссылка будет позже)

Окончательные итоги (30.12.21)

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта
• 11. Студенты, которым необходимо явиться на устный онлайн-зачёт (А.К.Шайтан) (30 декабря 10-00) (ссылка)
• 12. Студенты, которым необходимо явиться на устный онлайн-зачёт (Е.С.Герасимов) (30 декабря 19-00) (ссылка)

Весенний семестр 2021/22

Материалы лекций

• Лекция №16/1 “Геномика (2021)” (Видео)
• Лекция №17/2 “Введение в РСА (2021)” (Видео)
• Лекция №18/3 “Структурная биоинформатика 1 (2021)” (Видео)
• Лекция №19/4 “Структурная биоинформатика 2 (2021)” (Видео)
• Лекция №20/5 “Молекулярное моделирование в биологии (2020)” (Видео)
• Лекция №21/6 “Хемоинформатика 1 (2020)” (Видео)
• Лекция №22/7 “Хемоинформатика 2 (2020)” (Видео)
• Лекции окончены. После 15.04.22 появятся списки студентов, которым для получения зачёта необходимо выполнить те или иные самостоятельные работы.

Самостоятельные работы

• Геномика (открыта с 18-00 11 февраля по 09-00 17 февраля)
• Рентгеноструктурный анализ (открыта с 18-00 15 февраля по 9-00 22 февраля)
• Структурная биоинформатика 1 (открыта с 16-00 28 февраля по 9-00 7 марта)
• Структурная биоинформатика 2 (открыта с 21-00 14 марта по 9-00 21 марта)
• Молекулярное моделирование (открыта с 18-00 24 марта по 09-00 30 марта)
• Хемоинформатика (открыта с 11-00 06 апреля по 09-00 12 апреля)

Предварительные итоги (21.04.22)

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта, а также имеющие задолженности по самостоятельным работам

Самостоятельные работы (второй заход: с 23-00 21 апреля по 09-00 25 апреля)

• Геномика
• Рентгеноструктурный анализ
• Структурная биоинформатика 1
• Структурная биоинформатика 2
• Молекулярное моделирование
• Хемоинформатика

Итоги (27.04.22)

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта, а также направляемые на выполнение дополнительной работы
• Дополнительная работа (открыта с 11-00 27 апреля по 09-00 28 апреля). Постарайтесь отвечать на вопросы максимально подробно, но так, как вы отвечали бы в случае устной беседы.

Итоги (29.04.22)

• Итоги дополнительной работы
• Устный зачёт начнётся 30 апреля в 15-00 по ссылке https://distant.bioeng.ru/b/chn-ynd-bur-vu7. Требуется подключение с видео.

Материалы прошлых лет

Дополнительные занятия (весенний семестр 19/20 уч. года)

• Для определения характера мероприятия и времени проведения просьба пройти коротенький опрос:
• Первая встреча состоялась 02.03.2020. Материалы тут.
• Вторая встреча состоялась 10.03 и была посвящена визуализации биоструктур. Начало в 18-30.
• Третья встреча состоялась 16.03 и была посвящена основам языка Python. Начало в 16-30.

Семинары (осенний семестр 18/19 уч. года)

Семинар №1.

Вводное обсуждение. Основы компьютерной грамотности. Основы Linux. Материалы крэш-курса по ИТ для биологов здесь.

Семинар №2.

Практическая работа с базами данных. PubMed, GenBank, UniProt, PDB.

Семинар №3.

Выравнивание последовательностей, динамическое программирование.

Задача поиска наибольшей общей подпоследовательности https://ru.wikipedia.org/wiki/Diff https://www.ncbi.nlm.nih.gov/grc/help/patches/

https://www.youtube.com/watch?v=8aJbIh5kKOM

https://gtuckerkellogg.github.io/pairwise/demo/ http://intbio.org/nwunsch/

Устанавливаем программы

conda install -c biobuilds emboss
conda install -c bioconda entrez-direct

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK179288/

esearch -db protein -query "myoglobin [PROT] AND human[ORGN] AND refseq[filter]" | efetch -format fasta

http://bioinformatics.cvr.ac.uk/blog/ncbi-entrez-direct-unix-e-utilities/

Семинар №4.

https://www.hgvs.org/mutnomen/standards.html#aacode https://en.wikipedia.org/wiki/Needleman–Wunsch_algorithm https://www.youtube.com/watch?v=MXOzxSHOBso https://en.wikipedia.org/wiki/Smith–Waterman_algorithm https://gtuckerkellogg.github.io/pairwise/demo/ https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi https://en.wikipedia.org/wiki/Clustal https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/

Семинар №7. HMM

• https://embnet.vital-it.ch/CoursEMBnet/Pages04/slides/PSSM_HMMM.pdf
• PSI BLAST https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2590/
• HMMER http://hmmer.org http://eddylab.org/software/hmmer/Userguide.pdf
• pfam cdd

Семинар №8. NGS1

• https://www.dropbox.com/s/tn6ltwbx6z2pjxt#/Lecture_1_1_Introduction_to_NGS_1.pptx?dl=0
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra
• https://en.wikipedia.org/wiki/FASTQ_format
• https://genome.ucsc.edu/FAQ/FAQformat.html
• http://mattshirley.com/uploads/2013/07/Galaxy-for-NGS-Analysis-07-09-13.pdf
• https://usegalaxy.org
• https://www.dropbox.com/s/eay9sf12pzzetj0/gen.fastq?dl=0
• https://en.wikipedia.org/wiki/Phred_quality_score
• https://www.ascii-code.com
• https://galaxyproject.org/tutorials/ngs/

Семинар №9. NGS2

• https://www.dropbox.com/s/tn6ltwbx6z2pjxt#/Lecture_1_1_Introduction_to_NGS_1.pptx?dl=0
• http://bioinformatics.org.au/wp-content/uploads/ws13/sites/3/FullPresentations/Matthew-Tinning_2013-Winter-School-presentation.pdf
• https://www.pacb.com/smrt-science/smrt-sequencing/
• https://genohub.com/ngs-instrument-guide/
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra
• https://en.wikipedia.org/wiki/FASTQ_format
• https://genome.ucsc.edu/FAQ/FAQformat.html
• http://mattshirley.com/uploads/2013/07/Galaxy-for-NGS-Analysis-07-09-13.pdf
• https://usegalaxy.org
• https://www.dropbox.com/s/eay9sf12pzzetj0/gen.fastq?dl=0
• https://en.wikipedia.org/wiki/Phred_quality_score
• https://www.ascii-code.com
• https://galaxyproject.org/tutorials/ngs/