На главную Личный кабинет

Школа для молодых учёных

"IT-технологии в биологии растений"

Запись до 13 Мая!

Даты проведения:
18.09.2019 – полный день; 
19.09.2019 – с 9:00 до 12:00.
Место проведения уточняется.

В рамках Съезда ОФР будет проводиться уникальная Школа для молодых учёных. На этой Школе участники будут иметь возможность пройти оригинальные и очень продуктивные мастер-классы от ведущих специалистов нашей страны. Формат Школы не предполагает «рассказа всем обо всем», который, учитывая ограниченное время Школы, вряд ли будет эффективным. Каждый желающий принять участие выбирает только одно из шести направлений, по которому он получит серьезный багаж знаний, достаточный для того, чтобы приступить в рамках этого направления к самостоятельным исследованиям, или существенно усилить уже имеющийся у него «бэкграунд».


Формат Школы

Секции будут идти параллельно. Каждая секция будет подразделяться на теоретическую и практическую части.

В теоретической части будут рассмотрены 1) общие вопросы в рамках проблематики секции и 2) разобраны алгоритмы решения конкретных задач. В теоретической части (примерно полдня) может поучаствовать любой молодой учёный, подавший тезисы на конференцию и записавшийся на Школу. Если Вы хотите участвовать в Школе, но НЕ зарегистрировались и НЕ подали Тезисы на Съезд, Вам предоставляется возможность до 13 Мая подать Тезисы (с графическим абстрактом) на Стендовый доклад, обратившись в оргкомитет (ofrkazan@mail.ru).

Для практических занятий по каждому направлению будут сформированы 1 или 2 группы (в зависимости от количества поданных заявок) не более 10 человек в каждой. На практических занятиях участники сами (под руководством куратора и преподавателей) будут решать задачи в рамках проблематики секции.

  «Мокрая» работа в рамках Школы НЕ ПРЕДУСМОТРЕНА!

ТОЛЬКО БИОИНФОРМАТИКА и Теория!


ЗАПИСЬ и отбор участников Школы

Для участия в Школе всем желающим необходимо записаться до 13 Мая, заполнив on-line Анкету.
Желающим принять участие в практической части необходимо ответить на расширенный блок вопросов в рамках Анкеты (см. вопросы для ознакомления здесь  ).
Ссылка на on-line Анкету для каждого направления Школы размещена в конце описания соответствующего направления (см. ниже).

На основании этих анкет организаторами и кураторами секций:
1) будет проведен отбор участников для практических занятий; 
2) будут (при необходимости) сформированы альтернативные группы для «новичков» (“light version”) и уже имеющих опыт (“advanced version”) в области, которой посвящена секция.

Критерии отбора:
А) опыт теоретический/практический по тематике секции
Б) наличие конкретных задач для решения по тематике секции
В) мотивация
Г) наличие графического абстракта повышает шансы попасть на практические занятия Школы
(при отсутствии можно загрузить в Личном кабинете до 13 Мая)
Д) представительство от определенного института (делегат)
(чтобы не получилось, что все участники секции из 1-2 институтов).

* Один делегат может записаться только на одну секцию!!!

После анкетирования:
1) будут отобраны участники практических занятий; 
2) будет сформирована окончательная программа; 
3) будут сформулированы требования к участникам практических курсов (наличие ноутбуков с определенными программами)


Направления (секции) Школы для молодых учёных

Кураторы и преподаватели, предварительные программы секций, Анкеты

Каждой секцией руководит Куратор, который разрабатывает стратегию секции, детально формирует ее полную программу, а также формирует команду Преподавателей секции.

Геномика растений

Куратор:

Евгений Сергеевич Герасимов: к.б.н., с.н.с. биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Область научных интересов: алгоритмы поиска и аннотации белок-кодирующих последовательностей в геноме, сборка геномов, разработка программного обеспечения по улучшению качества сборки. 


Предварительная программа

  1. Сборки растительных геномов: основные подходы, особенности поиска генов в растительных объектах. Лекция будет посвящена задаче сборки генома de novo. В ней будет рассказано об алгоритмических подходах к сборке генома, рассмотрены некоторые конкретные реализации в виде популярных программ-сборщиков. Растительные геномы имеют ряд специфических особенностей, усложняющих процесс сборки. Мы рассмотрим эти особенности и способы избежать проблем. Также будут рассмотрены методы скаффолдинга и улучшения качества сборки с использованием разных экспериментальных методов.

/ Герасимов Евгений Сергеевич /

  1. Картирование чтений, variant calling (поиск замен). Задача картирования чтений, основного продукта методов NGS, на референсный геном – базовая задача в большинстве анализов. Мы разберемся с принципами работы программ-картировщиков (STAR, bowtie2, BWA и других), а также увидим основные форматы данных, связанные с данной стадией работы. Одна из частых задач в геномике – анализ нуклеотидных замен. Мы рассмотрим способы поиска замен (GATK, samtools), особенности фильтрации данных.

/ Герасимов Евгений Сергеевич /

  1. Аннотация генома органеллы или фрагмента ядерного генома и SNP-calling. Мы рассмотрим проблему автоматизации поиска (аннотации) белок-кодирующих последовательностей в геноме. Основное внимание будет уделяться современным методам аннотации ab initio, использующим принципы машинного обучения в сочетании с подсказками из экспериментальных данных. Мы также рассмотрим альтернативные подходы, основанные на переносе аннотации по гомологии с известными видами, коснемся вопросов синтении, геномных дупликаций и особенностей эволюции растительных генов.

/ Герасимов Евгений Сергеевич /

  1. Phytozome: обзор базы данных по геномам. Качество аннотации и сборки. Phytozome – один из основных агрегаторов информации по геномным сборкам растений, где находятся данные о нескольких десятках геномов. Посмотрим, какую еще информацию можно там найти, а также поговорим качестве сборки и аннотации геномов в целом.

/ Герасимов Евгений Сергеевич /


АНКЕТА - ГЕНОМИКА


наверх  

Транскриптомика растений

Куратор:

Александр Анатольевич Ткаченко: преподаватель института биоинформатики Санкт-Петербургского государственного университета

Область научных интересов: секвенирование РНК, single-cell RNA-seq, регуляция транскрипции, машинное обучение  


Предварительная программа 

  1. Транскриптомное секвенирование: обзор технологий, специфика применения у растений. Будет сделан обзор подходов к секвенированию РНК у растений, этапов пробоподготовки и анализа данных для bulk RNAseq и single-cell RNAseq.

/ Ткаченко Александр Анатольевич /

  1. Обработка результатов секвенирования РНК. Подсчёт уровня экспрессии генов, выявление дифференциально экспрессирующихся генов, анализ метаболических путей. Будут рассмотрены все этапы анализа данных секвенирования РНК, начиная с результатов секвенирования. Будет проведен анализ экспрессии генов, поиск дифференциально экспрессирующихся генов, анализ сетей регуляции генов и функционального обогащения среди дифференциально экспрессирующихся генов.

/ Ткаченко Александр Анатольевич /

  1. Секвенирование РНК на уровне одиночных клеток: предобработка данных, анализ и визуализация результатов, анализ траекторий развития клеток. Будут рассмотрены методы создания матриц экспрессии генов для одиночных клеток, снижения размерности, визуализации и кластеризации клеток, поиска дифференциально экспрессирующихся генов и генов, маркирующих кластеры клеток. Будет рассмотрен анализ сетей регуляции генов и траекторий развития клеток.

/ Ткаченко Александр Анатольевич / 


АНКЕТА - ТРАНСКРИПТОМИКА


наверх  

Геномное редактирование и дизайн нового поколения трансгенов

Куратор:

Ирина Васильевна Голденкова-Павлова: д.б.н., доцент, руководитель группы функциональной геномики института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН

Область научных интересов: регуляторные коды, компьютерные алгоритмы, эффективность экспрессии, дизайн векторов экспрессии для оптимальной и эффективной экспрессии гетерологичных генов в растительных системах, филогенетический анализ


Преподаватели:

Елена Викторовна Дейнеко: д.б.н., профессор, зав. лабораторией биоинженерии растений института цитологии и генетики СО РАН

Область научных интересов: генетическая модификация растений с применением методов генетической инженерии и геномного редактирования, культуры клеток растений, биосинтез рекомбинантных белков

Наталья Владиславовна Пермякова: к.б.н., научный сотрудник лаборатории биоинженерии растений института цитологии и генетики СО РАН

Область научных интересов: генетическая инженерия растений, геномное редактирование, культуры клеток растений, биосинтез рекомбинантных белков

Ольга Сергеевна Павленко: научный сотрудник группы функциональной геномики института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН

Область научных интересов: транскриптомный анализ, клонирование генов, дизайн векторов экспрессии


Предварительная программа 

  1. «Геномное редактирование в зеленой биологии: современное состояние, преимущества и ограничения». Будут рассмотрены вопросы применения генетического инструментария CRISPR/Cas9 для редактирования геномов растений: будет сделан обзор современного состояния исследований, сделан акцент на особенностях применения метода, рассмотрены варианты knock-out и knock-in. Будут рассмотрены проблемы и перспективы редактирования соматических клеток растений in vitro для биотехнологии.

/ Елена Викторовна Дейнеко /

  1. «Тонкая настройка экспрессии гена для дизайна нового поколения трансгенов» В докладе будут рассмотрены современные подходы к обеспечению эффективной экспрессии гетерологичных генов в растениях на всех этапах реализации генетической информации: транскрипции, трансляции, и стабильности белкового продукта переносимого гена, каждый из которых может стать лимитирующим звеном его эффективной экспрессии. Особое внимание будет уделено дизайну нового поколения трансгенов, которые будут эффективно экспрессироваться в нормальных условиях жизнедеятельности растений или в условиях действия абиотических факторов, а также экспериментальным и вычислительным подходам для поиска, анализа и экспериментальной верификации новых эффективных регуляторных последовательностей для конкретных целей исследований.

/ Ирина Васильевна Голденкова-Павлова /

  1. «Этапы геномного редактирования растений с применением CRISPR/Cas9 на практике». Будут рассмотрены все этапы подбора инструментария для геномного редактирования с применением CRISPR/Cas9.

/ Наталья Владиславовна Пермякова /

  1. «Дизайн векторных конструкций для эффективной экспрессии генов в растениях». Будет проведено ознакомление c инструментальными платформами для комплексной, комбинаторной или много-фрагментной сборки векторных конструкций в любой вектор в одностадийной реакции. На конкретных примерах будут рассмотрены on-line ресурсы, с помощью которых можно провести in silico модификацию последовательностей регуляторных элементов и целевых генов для их эффективной экспрессии в растительных клетках, и составить оптимальную схему для дизайна векторных конструкций.

/ Ольга Сергеевна Павленко и Ирина Васильевна Голденкова-Павлова /


АНКЕТА - ТРАНСГЕНЫ


наверх  

Протеомика растений

Куратор:

Андрей Александрович Фролов: к.х.н., доцент кафедры биохимии биологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета, лаборатория функциональной геномики

Область научных интересов: протеомика человека, растений, микроорганизмов и растительно-микробных взаимодействий, пост-трансляционные модификации, гликопротеомика.


Преподаватели:

Дарья Владимировна Васина: к.б.н., научный сотрудник института биохимии им. А.Н. Баха ФИЦ Биотехнологии РАН и национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи Министерства здравоохранения РФ

Область научных интересов: протеомика (включая секретомику) базидиальных грибов и микроорганизмов, изучение лигнолитического и целлюлолитического ферментных комплексов грибов-возбудителей белой гнили древесины, а также механизмов её деструкции

Александр Александрович Царев: сотрудник кафедры биохимии, Санкт-Петербургского государственного университета

Область научных интересов: протеомика пост-трансляционных модификаций, механизмы неэнзиматических модификаций белков

Елена Михайловна Лукашева: м.н.с. кафедры биохимии, Санкт-Петербургского государственного университета

Область научных интересов: протеомный анализ растений.


Предварительная программа

  1. «Методические подходы в современной протеомике». Будут освещены основные подходы протеомики, bottom-up стратегии, основанные на разделении в полиакриламидном геле (ПААГ) и с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), в контексте наиболее распространенных. Будет рассмотрено применение масс-спектрометрии в протеомике: определение последовательности протеолитических пептидов по тандемным масс-спектрам (секвенирование de novo) и анализ пост-трансляционных модификаций по тандемным масс-спектрам. Будут разобраны алгоритмы идентификации белков (Andromeda, Sequest, Mascot) и проведен обзор баз данных последовательностей.

/ Дарья Владимировна Васина /  

  1. «Количественная протеомика». Будут рассмотрены количественные стратегии протеомики, используемые в анализе экспрессии: методы без использования метки (техника label-free quantification), а также методы, основанные на химическом и метаболическом мечении (isobaric tags for relative and absolute quantification, iTRAQ) с учетом особенностей интерпретации данных. Решения на уровне программного обеспечения – MaxQuant, Progenesis, статистическая обработка и пост-процессинг.

/ Андрей Александрович Фролов / 

  1. «Анализ протеомных данных» На конкретных примерах будет рассмотрен анализ хромато-масс-спектрометрических протеомных данных: процессинг (аннотация белков и пост-трансляционных модификаций – программное обеспечение MaxQuant) и пост-процессинг – статистическая обработка (программное обеспечение Perseus), функциональная аннотация (на платформе Mercator и MapMan) и предсказание локализации. Для анализа будут использованы данные, полученные как в присутствии, так и в отсутствии изотопной метки. Предполагается выполнение самостоятельных задач под руководством преподавателей и ассистентов.

/ Андрей Александрович Фролов, Елена Михайловна Лукашева и Александр Александрович Царев / 

  1. «Интеграция данных протеомного и метаболомного анализов». На конкретных примерах будет показано совместное представление данных протеомики и метаболомики для характеристики метаболизма растений. Предполагается выполнение самостоятельных задач под руководством преподавателей и ассистентов.

/ Андрей Александрович Фролов, Елена Михайловна Лукашева и Александр Александрович Царев /


АНКЕТА - ПРОТЕОМИКА


наверх  

Метаболомный анализ растений

Куратор:

Татьяна Евгеньевна Билова: к.б.н., ассистент  кафедры физиологии и биохимии растений биологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета, лаборатория функциональной геномики.

Область научных интересов: метаболомика и протеомика растений, гликирование растительных белков, активные формы кислорода, окислительный стресс, рост растяжением клеток растений, метаболом и протеом апопласта, фитогормоны. 


Преподаватели:

Андрей Александрович Фролов: к.х.н., доцент каф. биохимии биологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета, лаборатория функциональной геномики.

Область научных интересов: протеомика человека, растений, микроорганизмов и растительно-микробных взаимодействий, пост-трансляционные модификации, а также роль метаболома в их формировании, гликопротеомика.

Вероника Валерьевна Чанцева: сотрудник кафедры биохимии биологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета, лаборатория функциональной геномики

Область научных интересов: клиностатирование, микрогравитация, прорастание семян, метаболомика и протеомика растений, гликоокисление белков. 

Ксения Матвеевна Бурейко: сотрудник лаборатории функциональной геномики Санкт-Петербургского государственного университета

Область научных интересов: биоинформатика, машинное обучение, метаболомный анализ. 

Предварительная программа

  1. «Введение в метаболомику растений. Инструментальные платформы для реализации метаболомного анализа». В лекции будут рассмотрены ключевые понятия, задачи и «пробелы» метаболомики, история ее возникновения, а также вопросы целевого и нецелевого метаболомного анализа. Будет рассказано об инструментальных платформах для реализации метаболомного анализа: метаболомика на основе методов предварительного хроматографического разделения аналитов (газовая и жидкостная хромато-масс-спектрометрии); принцип ортогонального разделения аналитов; тандемная масс-спектрометрия; результат-зависимый (DDA, data-dependent acquisition) и результат-независимый (DIA, data-independent acquisition) режимы регистрации тандемных масс спектров (МС/МС); применение МАЛДИ (матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация) масс-спектрометрии в метаболомном анализе. На конкретных примерах будет проведен разбор хроматограмм ГХ-МС-экспериментов и алгоритмов создания пользовательских библиотек метаболитов.

/ Фролов Андрей Александрович /  

  1. «Знакомство с комплексом программного обеспечения для обработки результатов ГХ-МС и ВЭЖХ-MС/МС экспериментов и извлечения полезной информации из массива полученных данных». ГХ-МС: Качественный анализ полученных хроматограмм и масс-спектрометрической информации. Знакомство с аналитическими программами AMDIS, MSDial, Xcalibur, LCquan и основными форматами файлов с первичной хромато-масс-спектрометрической информацией. Способы конвертации файлов. Деконволюция масс-спектров. Распознавание пиков аналитов, выравнивание хроматограмм по временам удерживания. Использование смеси алканов для установки индекса удерживания. Нецелевой и целевой анализ. Метаболический фингерпринтинг. Использование библиотек масс-спектров NIST(National Institute of Standards and Technology) и GMD (Golm metabolome database) для идентификации метаболитов. Критерии надежности автоматической идентификации аналитов. Анализ хроматограмм стандартов и составление библиотеки стандартов. Абсолютный и относительный количественный анализ. Количественные характеристики аналитов. Использование внутреннего стандарта. Метод внешней стандартизации и метод добавок стандарта. Метаболитная количественная матрица (FQM, feature quantification matrix). Статистическая обработка данных с помощью программы Metaboanalyst. ВЭЖХ-MС/МС: Качественный анализ полученных хроматограмм и масс-спектрометрической информации на платформе программы MSDial. SWATH-MS (Sequential Windowed Acquisition of All Theoretical Fragment Ion Mass Spectra) подход в результат-независимом (DIA, data-independent acquisition) режиме записи МС/МС спектров. Принципы идентификации метаболитов. MSP формат библиотеки МС/МС спектров. Знакомство с программой MetFamily для аннотации аналитов к химическим классам. Знакомство с он-лайн платформой XCMS для анализа ГХ-МС и ВЭЖХ-MС/МС данных.

/ Татьяна Евгеньевна Билова, Вероника Валерьевна Чанцева и Ксения Матвеевна Бурейко / 


АНКЕТА - МЕТАБОЛОМИКА


наверх  

Гликоинформатика растений

Куратор:

Полина Владимировна Микшина: к.б.н., зав. лаб. гликобиологии растений Казанского института биохимии и биофизики ФИЦ КазНЦ РАН

Область научных интересов: гликобиология, растительная клеточная стенка, углевод-углеводные взаимодействия, структура и свойства растительных углеводов, установление взаимосвязи между строением и свойствами полисахаридов и их функциями в растениях.


Преподаватели:

Филипп Владимирович Тоукач: к.х.н., доцент, с.н.с. лаборатории химии углеводов института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН.

Область научных интересов: гликоинформатика, углеводные базы данных, углеводная филогенетика. Предсказания структуры углеводов по данным ЯМР и спектров по структуре. Недеструктивное установление строения природных углеводов и гликоконъюгатов. Моделирование пространственной структуры углеводов. Web-сайт: http://toukach.ru/rus/nmr.htm  

Даниил Геннадиевич Наумов: к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории микробиологии болотных экосистем института микробиологии им. С.Н. Виноградского ФИЦ Биотехнологии РАН.

Область научных интересов: гликозил-гидролазы, классификации белков, эволюция белков, молекулярная филогения, аннотация геномов.

Ольга Николаевна Макшакова: к.б.н., с.н.с. лаборатории биофизической химии наносистем Казанского института биохимии и биофизики ФИЦ КазНЦ РАН.

Область научных интересов: структурная гликобиология. Многомасштабное моделирование белок-углеводных комплексов. Связь структура-функция: белок-лигандное распознавание и молекулярные механизмы аллостерии. Конформационные переходы при взаимодействии белков и сложных углеводов. ИК-спектроскопия в сочетании с мультивариационным анализом для установления структурных мотивов полисахаридов в многокомпонентных системах.

Ксения Сергеевна Егорова: к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории металлокомплексных и наноразмерных катализаторов института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Область научных интересов: углеводные базы данных, биологическая активность ионных жидкостей, токсичность тяжелых металлов.

Иван Юрьевич Чернышов: студент высшего химического колледжа РАН и лаборатории химии углеводов института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Область научных интересов: хемоинформатика, гликоинформатика, структурные базы данных, расчётная химия.


Предварительная программа 

«Углеводные базы данных». Будут представлены существующие углеводные базы данных, а также сделан обзор проблем формального описания углеводов (языки, визуализация и т.д.). Особый акцент будет сделан на Carbohydrate Structure Database (CSDB), максимально покрывающую на сегодня данные по углеводным структурам и позволяющую проводить поиск информации по структуре, таксономии и библиографии углеводов и предсказывать спектры первичной и пространственной структуры биогликанов.

/ Тоукач Филипп Владимирович /

«Базы данных активностей гликозилтрансфераз в исследованиях углеводов». Будут рассмотрены гликозилтрансферазы и их функции в синтезе природных углеводов; обрисовано применение гликозилтрансфераз в современных фундаментальных и прикладных исследованиях; дан обзор современных баз данных по активностям гликозилтрансфераз (какую информацию содержат, что позволяют делать пользователю и т.п.), охарактеризованы существующие пробелы в области и возможные способы их устранения.

/ Егорова Ксения Сергеевна /

 «Структура, эволюция и классификация гликозил-гидролаз». Будут представлены данные о разнообразии гликозил-гидролаз, их сложной доменной структуре и эволюционных связях между представителями разных семейств. Будет рассмотрена база данных CAZy и иерархическая классификация гликозил-гидролаз, разработанная на её основе. Будет обсуждаться вопрос о соответствии семейств из CAZy и других классификаций белков (PFAM, COG, SCOP и т.д.). Будет затронут вопрос о поиске и классификации дальних гомологов гликозил-гидролаз, представляющих новые белковые семейства.

/ Наумов Даниил Геннадиевич /

«Структурные исследования углеводов с помощью спектроскопии ЯМР». Будет сделан обзор современных методов спектроскопии ЯМР в применении к установлению первичной структуры гликополимеров. Будут рассмотрены 10-15 наиболее востребованных экспериментов одномерного и двумерного ЯМР (COSY, TOCSY, ROESY, HSQC, HMBC и др. на ядрах 1H, 13C, 31P), с особым упором на интерпретацию спектров и визуализацию процесса их отнесения. На отдельных углеводных примерах будет проведен подробный разбор установления их строения (мономерный состав, аномерные и абсолютные конфигурации остатков, позиции образования связей, последовательность остатков, модификации остатков и их стехиометрия) с применением нескольких разнородных спектров ЯМР. Будет приведена краткая информация о предсказании спектров по структуре и наоборот.

/ Тоукач Филипп Владимирович /

«Переход от символической записи углеводов к атомным координатам». Будут представлены основы создания координат углеводов, области и варианты их использования.

/ Чернышов Иван Юрьевич /

 «Гликолипидные мембраны: модельные подходы к описанию реалистичных систем» Будут рассмотрены взаимодействия белков с гликолипидами и гликоконьюгатами, представлено моделирование мембран в All-atom и CoarseGrained приближении, а также спонтанное и индуцированное белком формирование динамических липидных нанодоменов (на примере гликозилтрансферазы из хлоропласта). Будет представлено использование on-line сервисов для построения многокомпонентных гликолипидных мембран с рандомным распределением. Будет продемонстрирован процесс создания стартового комплекса мембрана-белок для молекулярной динамики: ориентирование белка на поверхности используя on-line сервисы и молекулярный докинг.

/ Макшакова Ольга Николаевна /


АНКЕТА - ГЛИКОИНФОРМАТИКА


наверх  

 


Ссылка на on-line Анкеты для Школы

С удовольствием примем вопросы и предложения по организации работы Школы для молодых учёных: 
ofrkazan@mail.ru


актуальность: 22.04.2019