Биологические исследования, в особенности связанные с генетическим анализом, сегодня вышли на такой уровень, что собираемые в их процессе данные просто не могут быть обработаны человеком вручную. Чтобы собрать геном животного, найти ген, ответственный за ту или иную болезнь, или определить родство двух видов, необходимы сложнейшие математические алгоритмы, навыки работы с большими данными.
Все это привело к созданию новой области знания ― биоинформатики, которая находится на стыке между биологией и математическим анализом. До недавнего времени эту науку развивали программисты, интересующиеся науками о жизни, и биологи, имеющие навыки работы с кодом и статистическими методами. Однако в последнее время стали появляться специализированные программы, на которых учат профессионалов, владеющих всем комплексом знаний, необходимых для занятий биоинформатикой. Так, уже два года в Университете ИТМО работает англоязычная программа «Биоинформатика и системная биология».
Новая специализация
Если ранее она была ориентирована в основном на то, чтобы обучать выпускников бакалаврских программ биологических факультетов, то теперь здесь запускается новый трек, в котором, напротив, предполагается обучение программистов, чтобы они могли создавать решения для сборки геномов, обнаружения родственных участков генома и других биоинформатических задач.
«Отличия будут главным образом в первом семестре ― биологов мы учим информатике, статистике, а информатикам будем давать знания по молекулярной биологии, продвинутой статистике, алгоритмам, — рассказывает Алексей Сергушичев, доцент факультета информационных технологий и программирования, руководитель магистерской программы «Биоинформатика и системная биология». — Во втором семестре занятия будут примерно одинаковые, на них студенты будут ходить вместе. Здесь будут преподаваться системная биология, генетика, анализ данных. Впрочем, у нас существует возможность составления индивидуальных учебных планов, так что информатики могут ходить и на математические дисциплины, если у них будет желание».
Немного будут отличаться и научные работы, которыми будут заниматься студенты разных направлений. Так, магистранты биологического профиля будут заниматься исследованиями, которые будут направлены на фундаментальный научный биологический результат. В то же время программисты будут создавать программные решения для такой работы, алгоритмы для анализа данных.
«Особенно хорошо, что биологи и информатики будут учиться вместе, ― говорит ведущий научный сотрудник Университета ИТМО, лауреат программы ITMO Fellowship and Professorship Никита Алексеев. ― Область молодая, и большая часть математиков, которая в нее приходит, плохо понимает, как происходит взаимодействие с биологами. Совместное обучение позволит им лучше понимать друг друга, программистам ― видеть тех, для кого они разрабатывают алгоритмы, понимать их нужды. Биологи поймут, какие задачи они могут ставить перед своими коллегами с более информатическим бэкграундом».
Как поступить
В этом году в целом на программу «Биоинформатика и системная биология» предусмотрено 16 бюджетных и 5 контрактных мест.
Поступить на программу можно по итогам вступительных экзаменов ― с вопросами к ним можно ознакомиться по ссылке.
Вся актуальная информация по приему публикуется в группе магистратуры в ВК. Там же доступна запись с последнего дня открытых дверей.
Опыт первого выпуска
В этом году магистерская программа «Биоинформатика и системная биология» празднует двухлетие. За это время было налажено взаимодействие с многочисленными коллабораторами, прежде всего в США. В июне состоялся первый выпуск магистров, прошедших обучение ― 11 молодых специалистов защитили свои работы по разным направлениям современной биоинформатики.
«Работы делались в сотрудничестве с разными учеными со всего мира, начиная от ученых из Центра Алмазова и заканчивая исследователями из Бостона, Вашингтона, которые выступали научными консультантами», ― поясняет Алексей Сергушичев.
Программа предполагает комплексную интердисциплинарную подготовку специалистов в области биоинформатики, получение студентами фундаментальных знаний как в системной биологии, так и в обработке данных.
«Программа охватила практически все основные области современной науки. Мы прошли путь от анализа данных секвенирования до курса по структурной биоинформатике, ― рассказывает выпускник 2020 года Антон Замятин. ― Организация программы основана на взаимодействии с ведущими лабораториями и учеными по всему миру ― сам я выполнял работу по сборке двух геномов малярийных москитов в коллаборации с Университетом Джорджа Вашингтона на их вычислительном кластере, что и стало в итоге темой моей выпускной работы».
Студенты не только получают теорию ― основной упор делается именно на развитие у них навыков самостоятельной исследовательской работы.
«Мы знакомились с биоинформатическим методом и сразу же применяли его на еще, условно говоря, вчера опубликованных данных. Такой подход вселил в меня уверенность, что теперь я могу решить большинство биоинформатических задач, конечно, немного посидев и подумав. Знание основных подходов в работе с биологическими данными позволяет мне грамотно планировать эксперименты и ставить цели, а также видеть пути их достижения, что я считаю несомненным плюсом в научной деятельности», ― отмечает выпускница 2020 года Оксана Иванова.
«Магистерская программа "Биоинформатика и системная биология" ― это не просто первоклассное образование по специальности, но и, что самое важное, радикально свежий взгляд и подход "state-of-the-art" к науке. Эта магистратура кардинальным образом изменила мою научную жизнь и позволила мне взглянуть на биологию с абсолютно другой стороны ― это не только новые технологические решения и подходы, но и потрясающе обширный научный кругозор и спектр дальнейших научных возможностей, которые я приобрела за время обучения. Я очень благодарна данной программе за то, что у меня была возможность получать знания у ученых, представляющих мировые научные школы, которые показали мне высочайший уровень современной науки, к чему в дальнейшем необходимо стремиться и достойно поддерживать планку, заданную здесь, в ИТМО. Также хочу добавить, что данная программа еще раз показала мне, что не стоит бояться перемен, необходимо не сдаваться и преодолевать любые трудности на пути к цели (как говорится, "через тернии к звездам"). Надо быть открытым ко всему новому!», ― поделилась результатами выпускница 2020 года Наталья Петухова.
