Beregningsbasert bioteknologi

Målet med dette kurset er å forberede bioteknologiske studenter til et stadig mer beregningsbasert arbeidsmarked. De siste årene har vi vært vitne til flere teknologiske fremskritt innen multi-omics-tilnærminger med høy gjennomstrømning, som genererer enorme mengder data og flytter flaskehalsen i utviklingen av nye bioteknologiske applikasjoner fra våtlaboratoriet til datamaskinen (så kalt tørr-lab). Dette målet er også i tråd med NTNUs visjon om å øke digital styrke i utdanning og forskning.

Innholdet i emnet stammer fra tett sammenkoblede felt, nemlig bioinformatikk, beregningsbiologi, systembiologi og datavitenskap. Pensum er delt inn i to hoveddeler:

Del I - Fra sekvenser til funksjoner:

• Historien om genomsekvensering
• Metoder for genomannotering
• Sekvensjusteringer og fylogenetiske trær
• Proteinstrukturer og domener
• Funksjonell annotering og ontologier

Del II - Fra funksjoner til systemer:

• Multi-omics-teknologier
• Dataanalyse og visualisering
• Biologiske nettverk og reaksjonsveier
• Reaksjonsvei-anrikelse analyse
• Modellering av biologiske systemer

• Lær historien om bioinformatikk og beregningsbiologi.
• Forstå genomsekvenseringsmetoder og deres begrensninger.
• Bruk beregningsverktøy for genommontering og annotering.
• Forklar prinsippene og anvendelsene for sekvensjustering.
• Pakk ut informasjon fra bioinformatikkdatabaser ved hjelp av kommandolinjeverktøy.
• Utvikle skript for å behandle og analysere forskjellige typer datasett.
• Kombiner forskjellige datakilder for å analysere funksjonen til gener og proteiner.
• Forstå funksjonene og begrensningene til flere omics-teknologier.
• Kontekstualisere mangfoldig informasjon ved hjelp av biologiske veier.
• Lag matematiske modeller av enkle biologiske systemer.

Undervisningen vil bestå av:

• Forelesninger: 3 t/uke (teori og aktiv diskusjon)
• Datalab: 3 t/uke (programmeringsøvelser)
• Prosjekter og selvstudier: ca 6 t/uke