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生物信息學——學科廣交叉 科教巧融合

發布者:SLST發布時間:2019-04-05瀏覽次數:41

學在生院 I · 生物信息學


生命科學包羅萬象,相互聯系又千差萬別。咱們生命學院開設的專業選修課豐富多彩,卻也十分硬核。那么專業課教授些什么百万彩票注册链接,培養什么能力,又是如何和科研產業相連接的呢百万彩票注册链接?一屆屆的同學們切身體悟, 現身說法,究竟是“強烈安利”還是“硬核勸退”,一起來看看吧百万彩票注册链接!


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學生物信息學有必要嗎?


學生物信息學有必要。Casey Bergman(英國曼徹斯特大學的研究員,主要做計算和進化生物學)在他的“Top N Reasons To Do A Ph.D. or Post-Doc in Bioinformatics/Computational Biology”中提到:計算是21世紀生物學研究的核心技能。生物正越來越變成一門定量的科學。在過去的三個世紀里,生物學從一門觀察性科學轉變為實驗科學,并即將變為一門數據科學。直白一點說,就是簡單的發現已經沒有了,觀察和實驗能出重大發現已經越來越難?,F在大家都去測序了,獲得更大的數據量,希望能從這里挖出更多的東西來。所以為了適應海量的序列信息,構建新的分析方法就需要計算技能,這是不可逃避的現實。


除此以外,我們還必須承認只有少數人能夠當上PI,所以我們并不能排除完成學業后從事學術研究以外工作的可能,比別人多懂一點計算技能在就業上也會有一定的優勢。


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生物信息學會不會很難?


我相信很多對生物信息學有興趣的同學們都在維基百科上看到過這樣一段話:生物信息學利用應用數學、信息學、統計學和計算機科學的方法研究生物學的問題百万彩票注册链接。生物信息學的研究材料和結果就是各種各樣的生物學數據百万彩票注册链接,其研究工具是計算機,研究方法包括對生物學數據的搜索(收集和篩選)百万彩票注册链接、處理(編輯、整理、管理和顯示)及利用(計算、模擬)??瓷先ナ遣皇怯悬c嚇人?光是“數學”,“信息學”百万彩票注册链接,“統計學”這樣的字眼就足以勸退一批小伙伴了。

但是我可以負責任地告訴你們,生物信息學入門對于數理知識的要求并不高。只要了解linux的基本操作和基礎的python就可以開始了,所以說學過信息科學技術導論的優秀的你們都是沒問題的百万彩票注册链接。


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生物信息學課程教些什么?


生物信息學的教學分為兩部分:在課堂上,張力燁老師側重于講解算法原理、每種統計分析方法的適用情況,幫助同學們梳理分析數據的思路,培養對于分析步驟必要性的判斷力。在課下,同學們需要實踐課上學到的知識,自學使用分析軟件,編寫腳本完成一項個人project。張老師會提前聯系樂意提供project的課題組百万彩票注册链接,然后給出可供選擇的project list百万彩票注册链接。這些project涉及的研究方向多種多樣,像今年就有RNA editing,CRISPR,蛋白質組學百万彩票注册链接,藥物靶點篩選等。同學們可以選擇一個感興趣的project,然后聯系相應的導師。

張老師說過一個優秀的生信人會從頭參與合作課題組的實驗設計,了解實驗流程,與相關實驗人員交流并優化方案,而不是單純地拿到數據然后按標準化流程輸出結果。設置個人project的目的就是給同學們提供接觸真實課題組的機會,讓同學們深入了解課題背景和實驗設計,鍛煉自主設計和優化分析流程的能力。

我認為project可以簡化為三個問題。第一個問題:你要做什么?要回答這個問題,首先要與導師溝通,明確實驗目的和實驗假設。其次需要閱讀文獻及相應的軟件使用說明百万彩票注册链接,構建大致的分析思路。第二個問題:你做了什么?這是project的核心問題。張老師給同學們在期中和期末分別提供了兩次presentation的機會百万彩票注册链接。同學們可以利用這個機會系統地梳理分析流程,提升presentation的能力百万彩票注册链接。分析流程中的漏洞很容易在整理過程和他人的提問中暴露出來,便于之后的優化。第三個問題:你得到了什么?一部分自然是最終得到的實驗結果百万彩票注册链接,更重要的另一部分則是在project中鍛煉的能力。

以我為例百万彩票注册链接,我在生物信息學這門課程中獲得了很多新的科學技能。首先百万彩票注册链接,生物信息學驚人的數據量強制糾正了我關于數據收集和分析的傳統觀念。像做本科實驗一樣一個一個制備樣本然后一個一個分析顯然是不現實的,構建的分析方法必須具有可重復性。其次百万彩票注册链接,我在project中接觸到了很多分析軟件,在摸索它們的正確使用方法的過程中百万彩票注册链接百万彩票注册链接,我對于代碼的理解能力以及閱讀操作說明的效率都有提升百万彩票注册链接。最后,經過花式報錯的歷練后,我的實驗邏輯變得更嚴謹了。在分析過程中我意識到了“復活點”和“檢查點”的重要性百万彩票注册链接。在剛開始建立分析流程的時候我忽略了重復檢驗的步驟,后面發現數據出現問題百万彩票注册链接,向前找到可能出錯的步驟有多個,這樣我就不得不從排在最前面的步驟重新做起。后來我有意識地篩選出流程中重要的中間步驟作為“復活點”,在其前后設置相應的“檢查點”百万彩票注册链接,這樣我在后面再遇到問題,就可以從最近的“復活點”讀檔,不用痛苦地從頭開始了。將設置“檢查點”和“復活點”的設計方法應用到平時的實驗中也很有幫助,可以減少人為操作帶來的批次問題,提高實驗的效率。


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最后的小廣告


生物信息學這門課程具有較大的挑戰性,需要花費大量的時間和精力是不爭的事實。在學習的過程中遇到獨自解決不了的困難也是常有的事情。但是張老師和助教都非常樂意為同學們答疑解惑百万彩票注册链接,而且提供project的課題組里的師兄師姐也很有耐心,有任何不懂的地方隨時都可以去請教他們。更重要的是,嘗試完成一項project可以幫助同學們樹立更嚴謹的科研理念百万彩票注册链接,點上許多新的科研技能點。所以百万彩票注册链接百万彩票注册链接,想要提升自己的小伙伴趕緊行動起來吧!生物信息學,你值得擁有。


——生命學院15級本科生 過晨玥



生物信息學這門課,我推薦在大三及以后修讀。如果一門課的最高得分是五分百万彩票注册链接,我想給生信六分百万彩票注册链接!為何我要給它如此高分呢?首先,它是一門硬課,雖然不及有些同學所言“一門生信等于五門其他課”這么夸張百万彩票注册链接,但這門課確實需要你花很多時間去做百万彩票注册链接。但需要花很多時間的課就一定是好課嗎百万彩票注册链接?未必百万彩票注册链接。更重要的是第二點,你真的能在這門課上學到很多東西百万彩票注册链接。

我在這門課上學到了很多,主要有三點:勇于發問百万彩票注册链接、用生信的思維去思考問題、科教一體學以致用。


01

勇于發問


張力燁老師鼓勵我們在課上即刻提問,有不懂的就問,問到懂為止百万彩票注册链接。一開始我還比較羞澀不敢提問,但在同學們的帶動下,我也能說出自己的疑惑,甚至當堂與老師展開討論百万彩票注册链接。這種打破砂鍋問到底的精神,也被我帶到其他課程當中,有不懂的就問,絕不“不懂裝懂”。沒有誰一開始什么都懂,在知識面前,人人平等百万彩票注册链接,它不過來百万彩票注册链接,我就過去百万彩票注册链接。在求知欲的驅動下,本學期我學到了很多新知識,搞懂了很多問題百万彩票注册链接。這其中相當一部分都要歸功于“勇于發問”的精神。


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用生信的思維去思考問題


何為“用生信的思維去思考問題”?要我說就是定量、對比百万彩票注册链接、建模。要用數字去說明問題而不是感覺??紤]背景等因素使得對比的結果有實際意義。生物實驗當中有大量的實驗組與對照組的對比,對比的時候要考慮什么百万彩票注册链接?這樣比較有生物學意義嗎百万彩票注册链接?生信這門課會給你答案百万彩票注册链接。當對現象有一個可能的解釋以后就要建模了,去驗證自己的猜想是不是正確的百万彩票注册链接。雖然這部分生信涉及的不是很多百万彩票注册链接,但也可以管中窺豹略知一二百万彩票注册链接。


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科教一體學以致用


最后也是這門課最有特色的一點是科教一體學以致用。占生信總評45%的是每個人獨立做一個課題。而這些課題都是上科大生命學院的教授們在科研中遇到的一些與生信相關的實際問題。沒錯百万彩票注册链接,就是讓同學們試著去解決一些沒有確定結果的、充滿未知的科研問題。當然不是一個特別困難、特別大的一個科研問題。往往是對濕實驗的補充或者前奏,分析濕實驗的數據之類的,是一個大的科研問題中的一個環節百万彩票注册链接。但這個環節也十分重要百万彩票注册链接,有些課題組由于卡在這個環節上甚至使課題停滯不前百万彩票注册链接百万彩票注册链接。這個時候生物信息學這門課適時地出現了,張老師收集各位教授所遇到的問題,選取比較合適的讓我們當做project去完成。對于我來說,在生信課上做的這個project是我第一次真正參與到科研生活當中百万彩票注册链接,是一個嶄新的世界。我一共完成了兩個課題,雖然都并不是很難,但也遇到了各種各樣的問題。首先要強調一點:不要畏難百万彩票注册链接,不要拖延!第一個課題是幫朱煥乎老師分析實驗數據,這個課題去年沒有人做,于是在今年到了我的手里。一開始我什么都不懂,生物的部分也是一知半解。但是 Just do it! 等你覺得自己總算是準備好了,時間和機會也都悄悄溜走了。只要著手去做,困難會被一點一點消滅的!在花了兩天看了相關論文,大致明白實驗原理以后就開始生信的部分了。但理論是美好的百万彩票注册链接,現實是嚴峻的百万彩票注册链接百万彩票注册链接。理論上的成功都是相似的,但現實當中的失敗各有各的原因。安裝軟件、研究參數,在其中某一步需要一個目前軟件上沒有的功能的時候,自己用python或者linux來寫腳本。逢山開道,遇水建橋。有困惑就和TA以及老師討論。這種未知的東西在自己的努力下一點一點褪下神秘外衣的感覺真好!

有時我甚至會寫代碼百万彩票注册链接、寫報告到四五點,但我是快樂的百万彩票注册链接,因為第二天又有進展能和朱老師討論了!就這樣我的課題推進速度很快,趁著世博會調休,我在第七天的時候把大致的結果做了出來百万彩票注册链接。當然后面也有一些縫縫補補,但大體的框架都完成了。你問我做完課題的感覺是什么?幸福!終于,我所學終于為我所用,那些課本上的知識,你只有做了相關課題才知道沒有cartoon描述得那么簡單,只有做了才能有更深刻的理解,實驗為什么要這樣設計,更合理的設計可能是什么樣的百万彩票注册链接。另外,在我的努力下生物的某一個領域的某一個地方,有一處小小的未知被我探索,有一個小小的空白被我填補!豈不快哉百万彩票注册链接?!第二個課題是來自張力燁老師的,有了第一個課題的經驗百万彩票注册链接,我很快又完成了第二個。


總之百万彩票注册链接,生物信息學這門課百万彩票注册链接,你能學到很多東西百万彩票注册链接!來吧!勇敢地選這門課吧!


——生命學院16級本科生 賀若霖



#本文部分圖片來自網絡。

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