Bioinformatik. Udviklingen inden for gen- og bioteknologi går stærkt rigtig stærkt! Genom-sekventeringsprojekterne

Transkript

1 Bioinformatik Udviklingen inden for gen- og bioteknologi går stærkt rigtig stærkt! Genom-sekventeringsprojekterne genererer enorme mængder data; i dag kendes baserækkefølgen for hundredvis af genomer deriblandt det humane på 3 milliarder basepar og denne udvikling vil fortsætte med øget hastighed, efterhånden som nye og hurtigere sekventeringsmetoder kommer til. Proteomics er et andet felt, hvor der sker store fremskridt; fx er det i dag muligt med massespektroskopi at diagnosticere kræft ved at undersøge protein-mønstret i en dråbe blod. Fælles for disse discipliner er det stadig større behov for computerbaserede værktøjer til systematisk håndtering og analyse af resultater. Bioinformatik er netop fællesbetegnelsen for de forskellige metoder, hvormed store biologiske datasæt bearbejdes med henblik på at uddrage information om de involverede ofte uhyre komplicerede biologiske processer.

2 Den 2-årige kandidatuddannelse oversigt over et anbefalet uddannelsesforløb Eksempler på relevante redskabskurser for en bachelor med hhv. * biologisk og ** datalogisk baggrund. Uddannelsen Bioinformatikuddannelsen stiller krav til dig som studerende: Du skal i løbet af et to-årigt fuldtidsstudium sætte dig ind i og kombinere viden inden for forskelligartede naturvidenskabelige områder, som fx. datalogi, matematik/statistik og biologi. Herved får du en tværfaglig, videnskabelig uddannelse, hvor du lærer at udvikle og bruge metoder til at håndtere og analysere store mængder biologiske data. Du lærer at arbejde selvstændigt, projektorienteret og i grupper. Du bliver trænet i at opsøge og uddrage information om komplicerede biologiske processer samt formidle din viden igennem klassepræsentationer. Som bioinformatiker vil du med din store tværfaglige indsigt kunne interagere med forskellige faggrupper, hvilket øger dine valgmuligheder. Typisk vil du kunne få job indenfor forskning og udvikling i hospitals- og biotek-sektoren samt medicinalindustrien. Studieplan Kandidatuddannelsen i bioinformatik er normeret til 2 års fuldtidsstudium svarende til 120 ECTS-point. Et studieår består af 4 blokke (moduler) á 15 ECTS-point, hvor hver blok svarer til 7-9 ugers undervisning. Det modulopbyggede undervisningsforløb har et omfang på 120 ECTS-point og omfatter fire forskellige kursustyper: 1. Obligatoriske kernekurser (30 ECTS) 2. Redskabskurser (max 37.5 ECTS) 3. Specialmoduler (min 22.5 ECTS) 4. Speciale (30 ECTS) På første semester (1. år Blok 1) starter du med at tage et redskabskursus indenfor et område, som du måske ikke har beskæftiget dig så meget med før. Hvis du kommer med en biologisk baggrund, kan du tage et modul i Linux og Python programmering, mens du som datalog vil blive tilbudt et kursus i molekylærbiologi og genetik. Kombineret med Blok 2 kurset»statistik for bioinformatikere«samt de øvrige redskabskurser skal disse fag sikre, at du kan tilegne dig bioinformatikkens fagområder på højt niveau. Kernekurser De 4 obligatoriske kernekurser skal give dig indsigt i bioinformatikkens grundområder, og består af: Anvendt bioinformatik Biologisk sekvensanalyse 1 og 2 Strukturel bioinformatik Redskabskurser Her kan du vælge imellem en lang række fag, som kan komplementere din baggrund fra din bacheloruddannelse, så du styrker din viden inden for fx biologi, biokemi, datalogi, matematik, statistik, fysik eller kemi. Du kan både vælge redskabskurser, som udbydes ved Københavns Universitet og ved andre læreanstalter, som fx Danmarks Tekniske Universitet, Landbohøjskolen, og IT Universitetet. Specialemoduler Specialemoduler er individuelle projekter indenfor bioinformatik. Disse kurser kan lede op til specialet og kan fx foregå på andre universiteter eller i industrien.

3 Anvendt bioinformatik Sideløbende med redskabskurserne i første års Blok 1 bliver du introduceret til en række bioinformatiske anvendelsesområder, som vil give dig et bredt overblik over feltet suppleret med en dybere forståelse af udvalgte emner. I kurset indgår seminarer med inviterede eksperter, gruppepræsentationer, øvelser, ekskursioner, samt projektarbejde. Nogle af de emner, som indgår i undervisningen er genomprojekter, mirna, protein-visualisering, ekspressionsanalyse med SAGE og microarrays, proteomics og medicinsk bioinformatik. Biologisk sekvensanalyse 1 I Blok 2 (første år) lærer du om algoritmer til at sammenligne og analysere protein- og DNA-sekvenser og om hvordan du søger i sekvensdatabaser. Desuden stifter du bekendtskab med avancerede statistiske modeller af sekvenser, lærer om mønstergenkendelse i form af vægtmatricer og meget mere. I undervisningen indgår praktiske øvelser, hvor du får kendskab til det mest anvendte software indenfor de gennemgåede emner. Strukturel bioinformatik I dette kursus lærer du om eksperimentelle og teoretiske metoder til protein strukturanalyse, struktur- og funktionsforudsigelse, docking, neurale netværk, mm. Der vil i løbet af kurset blive stillet en række obligatoriske analyseopgaver, og kurset afsluttes med en skriftlig tag-medhjem eksamen. Biologisk sekvensanalyse 2 Dette kernekursus fokuserer blandt andet på, hvordan man bygger stamtræer ud fra biologiske sekvenser (fylogenetisk analyse) og på metoder til at finde gener i et genom. I kurset lærer du også om algoritmer til forudsigelse af RNA molekylers struktur. Speciale I andet års Blok 3 og 4 laver du speciale. Der er gode muligheder for, at det kan foregå i samarbejde med en biotek virksomhed, en hospitalsafdeling, eller et andet universitet i Danmark eller i udlandet. Her er nogle eksempler på specialer, som er blevet udført ved Bioinformatik-centret: Tidsstudie over genekspressionsmønstre i epidermisceller fra melduginficeret byg Tegn på molekylær efterligning i malaria-parasitters proteomer Forudsigelse af transkriptionsstartsteder i det humane genom Regulering af transkriptionelle netværk via mirna i Arabidopsis thaliana. Simultan multipel alignment og strukturforudsigelse af RNA sekvenser Reverse engineering af DNA repair systemer i gær Et nyt mål for solvent exposure i proteiner Aktiviteter på faget Hvert år optages omkring 10 studerende efter individuel vurdering på uddannelsen. Det giver et intimt og uformelt studiemiljø, hvor alle kender alle. Der afholdes ugentlige seminarer for alle ansatte og studerende. Rustur Straks efter studiestart arrangerer vi en rus-weekend med deltagelse af studerende fra tidligere hold.

4 Hvorfor valgte du bioinformatik? Jeg har udført min ph.d. i bioinformatik ved Center for Biologisk Sekvensanalyse, DTU, hvor jeg i godt 3 år arbejdede med udvikling af skjulte Markov modeller til detektion af gener og andre biologisk relevante mønstre i DNA sekvenser. Siden mit ph.d. forsvar i oktober 2002 har jeg arbejdet på Novozymes A/S i et lille team bestående af ca. 4 bioinformatikere. Vi udvikler, vedligeholder og tilpasser analysesoftware og relationelle databaser som andre forskere bruger i deres daglige arbejde til at finde nye spændende enzymer og anvendelser af disse samt til optimering af produktionsstammer. Til arbejdet hører også sekventering og annotering af mikrobielle organismer samt undersøgelser af transkriptomer på DNA chips. Der er også en gruppe herude, som arbejder med proteindesign. Skiftet fra akademia til industri har ikke været så markant, som man måske kunne tro; der er ganske vist flere tvungne opgaver og møder, men faktisk har man en del autonomi til at forfølge tingene på sin egen måde og med egne prioriteringer. Man kan også sagtens bevare kontakten til akademia ved at holde sig orienteret og deltage i møder, konferencer og lignende. Endvidere er fleksible mødetider og mulighed for at arbejde hjemme medvirkende til at fornøjeliggøre dagens dont. Jeg vil tro, at fremtidsudsigterne for bioinformatikere tegner lyst, idet det formentlig vil blive stadigt sværere at lave molekylærbiologisk forskning uden en vis forståelse for programmering, statistik, beregning og på sigt simulation. Thomas Schou Larsen (Novozymes) Jeg kommer fra biologi, og startede som så mange andre med drømme om havbiologi og det at blive den nye Jacques Costeau. Om end fag som biokemi og genetik fik ændret mine tanker, var det som om der stadig manglede noget. Jeg syntes godt om emnerne som sådan, det var interessante problemstillinger, men laboratoriearbejdet suttede r.. Jeg overvejede kraftigt at blive tofags kandidat ved at begynde at læse filosofi. For på den måde at kunne beskæftige mig mere teoretisk med de dele af naturvidenskaben der var min niche: teorierne. Da var det bioinformatik dukkede op i horisonten. En helt ny uddannelse hvor man så at sige blev puslespilssamler på højt niveau. Der var muligheden for at forlade laboratoriet, uden dog at skulle forlade overvejelserne om eksperimentelt design, samtidig med at man fik en mulighed for at lære at behandle alle de data, der bliver sprøjtet ud ved genomprojekter, microarrayanalyser etc. Jeg var hooked og har været her snart to semestre. Mit speciale går og lurer et sted der ude, dog ved jeg endnu ikke hvad det skal handle om. Der er utallige emner at kaste sig over: fra det tunge statistik i microarrays, over de mere eksotiske egne som protein-forudsigelse ved brug af neurale netværk, til udvikling af algoritmer til behandling af hjernescanninger. Hvis man kort skal sige noget om bioinformatik, så kræver det nysgerrighed og evnen til at sige, hvis der er noget, man ikke forstår, for det er et meget tværfagligt fag, og man kan ikke være verdensmester i det hele. Men frem for alt er det godt at have en kreativ sjæl, der ikke er bange for at kaste sig ud på fyrretyve-tusind favne vand. Troels Hvad laver en bioinformatiker? et var da en sjov kombination! Hvad kan du så blive, når Ddu er færdig?. Dette har været den mest almindelige reaktion fra folk, der skulle kommentere mit hidtidige studieforløb. Sommeren 1997 startede jeg mit datalogistudium som bachelorstuderende på DIKU. Indledningsvist havde jeg valgt matematik som bifag. Men da matematik studiet efter det første år pludselig begyndte at bevæge sig mere og mere væk fra min verden i 3 dimensioner, gik jeg i gang med at kigge mig om efter et bifag med noget mere konkret indhold. Her fulgte jeg det gamle råd om at vælge efter interesse: Idræt. Fra 2000 til 2002 læste jeg så fuld tid på grunduddannelsen i idræt på Institut for Idræt, IFI. Dette var på mange måder et spændende studie; ikke mindst fordi studiet vækkede min interesse for biologiske problemstillinger. Og da jeg var færdig med grunduddannelsen i sommeren 2002, var jeg meget i tvivl om, hvad jeg skulle fortsætte med: datalogi eller idræt. Det var nemlig ikke særlig oplagt, hvordan jeg skulle kombinere disse to vidt forskellige verdener, indtil jeg ved et tilfælde læste en beskrivelse af den nystartede uddannelse, bioinformatik. Her var det især det, at jeg kunne få lov til at kombinere biologi og datalogi, der fangede mig. Samtidig var det også interessant, at jeg skulle læse sammen med mennesker med vidt forskellige studiemæssige baggrunde, men som samtidig havde en fælles drivkraft: at kunne bruge sine spidskompetencer til at løse bioinformatiske problemer. Der var ingen tvivl om at dette var løsningen på mit dilemma. Derfor startede jeg i efteråret 2002 på bioinformatik uddannelsen. Anders

5 Praktisk information Adgangskrav: Bachelorgrad eller tilsvarende indenfor naturvidenskab/teknisk videnskab, fx: biofysik, biokemi, biologi, bromatologi, datalogi, fysik, ingeniør, kemi, matematik, medicin, nanoteknologi, farmaceut, statistik og veterinærvidenskab. Ansøgningsfrist: 1. maj. Meddelelse om optagelse: senest 1. august. Antal pladser: Der optages max 18 studerende om året. Kontakt-information: Bioionformatik-centret Frem til efteråret 2006 bor vi i Bygning 10, 2. sal, Universitetsparken 15, 2100 København Ø, imellem August Krogh Instituttet og Zoologisk Museum. Oktober 2006 flytter vi til Københavns Biocenter, der er under opførelse på Tagensvej. For mere information, se vores hjemmeside: info@binf.ku.dk Studieinformation: Den naturvidenskabelige studievejledning nat-nsv@adm.ku.dk Studienævnet for biokemi (som bioinformatik hører under) Studieinformationssystemet for Københavns Universitet (søg på bioinformatik)