Наша команда провела для школьников Интенсив по биоинформатике в Сколтехе
Лекции
C 15 по 17 июня 2022 года в Сколтехе прошел Интенсив по биоинформатике. Первый день был отведен под лекционную часть. Константин Викторович Северинов в лекции по истории развития методов генной инженерии рассказал, как были открыты различные прокариотические системы защиты от вирусов - системы рестрикции-модификации и CRISPR-Cas системы, а также об использовании компонентов этих систем в генной инженерии.
Матвей Колесник прочитал лекцию про методы высокопроизводительного секвенирования: из нее участники узнали, как устроены эти методы, какие у них преимущества и недостатки и о том, как анализировать полученные в результате секвенирования данные.
Запись лекционной части:
Практическая часть
Во второй и третий день был практикум. Ребята разбирались с командной строкой, осваивали биоинформатические программы и работали с геномными данными бактериофагов. В итоге за два дня участники сделали полноценный проект, совместив с обучением решение настоящей научной задачи.
Что это была за задача?
Недавно команда ученых под руководством Давида Бикарда открыла новую защитную систему PARIS, которая позволяет бактериям преодолевать инфекцию фагами. Известно, что эта система активируется особыми белками фагов, которые мимикрируют под молекулы ДНК и ингибируют системы рестрикции-модификации.
Есть такой фаг Т5, который в норме не способен заражать кишечную палочку, несущую PARIS. В нашей лаборатории получили мутантных фагов T5, которые научились обходить систему PARIS и заражать клетки. Главная научная задача этого практикума заключалась в том, чтобы понять, за счет чего это произошло: что поменялось в геноме таких фагов? В каких генах возникли мутации?
Мы обнаружили несколько мутаций, которые приводят к сбою рамки считывания в одном из генов бактериофага. Мы посмотрели, что за белок кодирует этот ген, и попробовали предсказать его структуру программой AlphaFold2. Оказалось, что это маленький белок с большим количеством отрицательно заряженных аминокислот, а в предсказанной 3D структуре даже можно разглядеть бороздки, имитирующие двойную спираль ДНК!
Так мы нашли новый фаговый белок, мимикрирующий под молекулу ДНК. В дальнейшем свойства этого белка будут подробнее исследованы в нашей лаборатории.
Отзывы
Вот что говорят об Интенсиве сами участники.
Настя, ученица 10 класса лицея НИУ ВШЭ:
«У нас была возможность попробовать себя в сфере биоинформатики, поговорить с научными сотрудниками, узнать, как вообще делают науку в лабораториях Сколтеха. Нам показали программы, которыми пользуются учёные каждый день в своей работе, и объяснили, как с ними работать. Мало таких мест, помимо Сколтеха, где можно попробовать себя в научной работе и понять до поступления, захочешь ли ты в это погружаться»
Анастасия, ученица 10 класса Темкинской СШ:
«Я приехала из обычной средней школы Смоленской области, и у нас не сильно развито преподавание информатики. А мне тема очень нравится, я прошла два курса по генетике от Сириуса и вот я увидела, что Сколтех проводит интенсив. Очень здорово, что этот интенсив рассчитан на школьников, а не на студентов старших курсов, как большинство таких курсов – можно погрузиться в тему, понять, нравится ли научная рутинная работа, нужна ли она тебе, а значит, определиться, хочешь ли ты учиться на биоинформатика и потом связать с этим жизнь. Этот интенсив мне безумно понравился, надеюсь, у меня что-то получится в биоинформатике»
Рустам из школы № 1354 «Вектор»:
«Я увлекаюсь биологией, но информатика мне никогда не была особо интересна. Я знал, что есть целая область на стыке этих наук, и этот интенсив открыл мне всю прелесть биоинформатики. Хотел бы поблагодарить организаторов за очень интересный курс»
Материал на сайте Сколтеха