bioinf2020-2021

http://intbio.org/bioinf2020-2021

Веб-сайт курса биоинформатики для 2 курса Биофака в 2020/2021 учебном году

Программа курса

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

Лекторы

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

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: 2020. 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

Весенний семестр 20/21

Материалы лекций

• Лекция №16/1 “Геномика” (Видео)
• Лекция №17/2 “Введение в РСА” (Видео)
• Лекция №18/3 “Структурная биоинформатика 1” (Видео)
• Лекция №19/4 “Структурная биоинформатика 2” (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. В ближайшее время появятся списки студентов, которым для получения зачёта необходимо выполнить те или иные самостоятельные работы.

Самостоятельные работы

• Геномика (открыта с 19-00 9 февраля по 12-00 16 февраля; повторно открыта с 19-00 7 апреля по 12-00 14 апреля)
• Рентгеноструктурный анализ (открыта с 13-00 17 февраля по 12-00 23 февраля; повторно открыта с 19-00 7 апреля по 12-00 14 апреля)
• Структурная биоинформатика (открыта с 19-00 7 марта по 12-00 16 марта; повторно открыта с 19-00 7 апреля по 12-00 14 апреля)
• Молекулярное моделирование (открыта с 18-00 16 марта по 12-00 23 марта; повторно открыта с 19-00 7 апреля по 12-00 14 апреля)
• Хемоинформатика (открыта с 19-00 23 марта по 12-00 06 апреля; повторно открыта с 19-00 7 апреля по 12-00 14 апреля)
• Дополнительная работа (открыта с 13-00 15 апреля по 09-00 20 апреля)

Итоги (07.04.21)

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта
• 2. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Геномика”
• 3. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Рентгеноструктурный анализ”
• 4. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Структурная биоинформатика”
• 5. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Молекулярное моделирование”
• 6. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Хемоинформатика”

Итоги (15.04.21)

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта
• 7. Студенты, которым необходимо выполнить дополнительную работу (см. выше)
• 8. Студенты, направляемые на устный зачёт (предв. 28 апреля 17-00) (список будет обновлён по итогам дополнительной работы)

Итоги (21.04.21)

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта
• 8. Студенты, направляемые на устный зачёт (28 апреля 17-00, https://distant.bioeng.ru/b/chn-ynd-bur-vu7)

Осенний семестр 2020/21

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)

Самостоятельные работы

• Вводный опрос (должен быть выполнен к 10 сентября)
• Правила оформления и оценки самостоятельных работ
• Теория информации (открыта с 17-00 11 сентября по 02-00 18 сентября; повторно открыта с 17-00 14 декабря по 02-00 21 декабря)
• Биологические базы данных (открыта с 12-00 18 сентября по 02-00 25 сентября; повторно открыта с 17-00 14 декабря по 02-00 21 декабря)
• Теория графов (открыта с 15-00 25 сентября по 02-00 2 октября; повторно открыта с 17-00 14 декабря по 02-00 21 декабря)
• Сравнение последовательностей (открыта с 15-00 2 октября по 02-00 9 октября; повторно открыта с 17-00 14 декабря по 02-00 21 декабря)
• BLAST. Множественное выравнивание (открыта с 15-00 9 октября по 02-00 16 октября; повторно открыта с 17-00 14 декабря по 02-00 21 декабря)
• Множественное выравнивание. Филогенетические деревья. Скрытые Марковские модели (открыта с 02-00 25 октября по 02-00 6 ноября; повторно открыта с 17-00 14 декабря по 02-00 21 декабря)
• “Технологии NGS и Сборка” (открыта с 18-00 17 ноября по 00-00 27 ноября)
• “Картирование чтений и анализ экспрессии генов” (открыта с 14-00 7 декабря по 02-00 14 декабря)

Итоги (14.12.20)

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта (обновлено 23 декабря 2020)
• 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 “Теория Сравнение последовательностей” на distant.msu.ru
• 6. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Значимость выравнивания, множественное выравнивание” на distant.msu.ru
• 7. Студенты, которым необходимо переделать или выполнить работу “Множественные выравнивания. Филогенетические деревья. Скрытые Марковские модели” на distant.msu.ru
• 8. Студенты, которые так и не выполнили одну или несколько работ на distant.msu.ru
• 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.
• 9. Cтуденты, которым не засчитана пара работ “Технологии NGS и Сборка” и “Картирование чтений и анализ экспрессии генов”(идентичные ответы не засчитывались всем, кто их дал)
• По вопросам пересмотра оценок можно обратиться к Герасимову Е.С. с указанием конкретной работы и задания, которые, по Вашему мнению, выполнены верно, но не засчитаны.
• 10. Студенты, которым необходимо будет выполнить итоговую онлайн-работу
• Формат этой работы ещё обсуждается. Скорее всего, нужно будет письменно ответить на ряд теоретических вопросов за очень ограниченное время:
• Примерный список вопросов

Итоги (26.12.20) - списки сильно изменились! Обязательно найдите себя!

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта
• 10. Студенты, которым необходимо будет выполнить итоговую онлайн-работу
• Работа в виде теста с небольшим числом несложных теоретических вопросов будет открыта на платформе distant.msu.ru в понедельник, 28.12. На ответы будет отведено очень ограниченное время (около 5 минут)

Итоги (29.12.20) - проверьте!

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта
• 10. Студенты, которым необходимо переделать итоговую онлайн-работу
• Работа будет открыта на платформе distant.msu.ru до 12-00 30.12. На выполнение отводится 5 минут. Это последняя попытка, будьте внимательны!

Окончательные итоги (30.12.20)

• 1. Студенты, выполнившие требования для получения зачёта

Материалы 19/20 уч. года

Весенний семестр

Дополнительные занятия

• 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.

Весенний семестр - итоги (25.04.20)

• По итогам выполненных самостоятельных работ составлены списки студентов, выполнивших требования для получения зачёта: на отлично, хорошо и удовлетворительно. Если остались вопросы, пишите.

Весенний семестр - итоги (21.04.20)

• По итогам выполненных самостоятельных работ составлен предварительный список студентов, выполнивших требования для получения зачёта. В том числе на отлично и хорошо. При желании улучшить оценку следует обратиться для получения указаний.
• Список студентов, которым нужно доделать работу 1
• Список студентов, которым нужно доделать работу 2
• Список студентов, которым нужно доделать работу 3
• Список студентов, которым нужно доделать работу 4
• Список студентов, которым нужно доделать работу 5
• Все задания открыты для доделывания (по 12-00 25 апреля).

Материалы семинаров (2018/19 уч. год, осенний семестр)

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/