Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/6150
Título : Escuela de Verano en Bioinformatica Evolutiva
Autor : MANEA, O MARINA
Fecha de publicación : 2016
Resumen : "Nada en Biología tiene sentido excepto a la luz de la evolución"(Dobzhansky, 1973). En nuestros días, los métodos existentes en biología evolutiva son usados para muchas cosas más que para entender como las especies evolucionan. Estos métodos se han ido introduciendo en otras disciplinas, tales como medicina, biología del comportamiento, ecología y transferencia de información, entre otras. El reto con el que los científicos se encuentran es que la mayoría de las preguntas en evolución requieren un enfoque de biología de sistemas para entender los procesos complejos, y sus consecuencias, de la evolución en células, individuos y poblaciones como un todo. Actualmente, los investigadores necesitan analizar grandes cantidades de datos, para lo cual se requieren habilidades de programador. En este curso intensivo de Verano de dos semanas, los estudiantes aprenderán a sobrevivir en un ambiente Linux, así como a desempeñarse en dos lenguajes de programación altamente usados (Perl y R), y a llevar a cabo análisis estadístico de datos. Los cursos serán impartidas por expertos en el área y consistirán de clases y ejercicios en computadora. La filosofía de este curso será "aprender haciendo", lo que significa que los estudiantes irán adquiriendo habilidades computacionales conforme vayan realizando los ejercicios siguiendo ejemplos y usando datos reales de biología evolutiva. Durante esta escuela, los estudiantes propondrán proyectos de su propio interés y los llevarán a cabo en pequeños grupos bajo la supervisión de un asistente. Esta escuela de Verano será dirigida a estudiantes de licenciatura de las área de matemáticas, ciencias de la computación, informática, tecnología, biología, ciencias de la tierra y areas afines. En esta escuela no se requerirán conocimientos previos de programación, pues sólo se necesitará interés parte de los estudiantes en volverse competentes en Bioinformática Evolutiva.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6150
metadata.dc.contributor.responsible: MANEA, O MARINA
metadata.dc.coverage.temporal: 2016-2019
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.hypothesis: A pesar de que en el mundo moderno se observa que los jóvenes están bastante acostumbrados con el uso de las tecnología de la información, muchas veces nos hemos dado cuenta que los estudiantes no tienen las herramientas computacionales necesarias para analizar profesionalmente los datos cientificos. Alumnos de diferentes carreras han expresado repetidamente su deseo de aprender programación, pero cursos de programación para estudiantes que no cursan carreras como ciencias de la computación o informática, por poner un ejemplo, son muy escasos en México y en general en Latinoamérica. Por lo tanto, nosotros proponemos una Escuela de Verano en Bioinformática para Evolución. Con esta escuela queremos proporcinar a estudiantes de todas las áreas en ciencias que no tienen ninguna o poca experiencia en programación las herramientas necesarias para llevar a cabo investigación con el uso de la programación y de aplicaciones en Bioinformática. Esperamos que con esta Escuela de Verano los estudiantes amplíen su visión científica y su desempeño en cada uno de sus programas de estudio.
metadata.dc.description.strategies: Cursos que serán impartidos durante esta Escuela. Introducción a Unix con aplicación a la bioinformática Se enseñará cómo instalar y ejecutar programas, como abrir emuladores de una terminal y como usar las consolas bash shell. Enseñaremos los comandos para accesar el sistema de archivos, navegar entre directorios y buscar archivos en la consola bash. Se mostrarán comandos más avanzados para realizar búsquedas y modificar múltiples archivos a la vez y finalmente como ensamblar scripts que realicen una tarea mediante un sistema pipeline. Introducción a R Se enseñarán los conceptos básicos de R a un nivel de introducción. El curso cubrirá conceptos básicos de programación, tales como variables, vectores, arreglos y loops. Se enseñarán múltiples métodos para la visualización de datos. Se proporcionarán conjuntos de datos biológicos reales para que los estudiantes adquieran experiencia a manejar conjunto de datos similares que se encontrarán en sus estudios, trabajo o investigación. Se demostrarán y explicarán las funciones de manera interactiva para que los estudiantes puedan repetirlas al mismo tiempo en sus computadoras. Secuenciación de Nueva Generación (NGS) En este curso nos enfocaremos en la tecnología Illumina. Mostraremos pasos cruciales en control de calidad (contenido GC contra cobertura, tamaño de inserción, calidad de las bases génicas, etc.) utilizando diferentes pipelines (Galaxy, GATK y scripts bash) y R para la visualización y estadísticas para evaluar la calidad de las secuencias. El curso estará dividido en cinco temas: introducción a la informática de genomas, alineamiento de secuencias, heurísticas de alineamiento, mapeo de segmentos a genomas de referencia y cuantificación de expresión con NGS. Introducción a Perl y a las bases de datos Cubriremos conceptos de variables, funciones para cadenas, almacenamiento de datos y manejo de arreglos, manejo de estructuras de control, tablas hash. Daremos una visión general de los conceptos de bases de datos existentes para el manejo de grandes cantidades de datos. Mostraremos métodos basados en soluciones de sistemas de archivos, bases de datos relaciones (SQL,tablas, duplas, columnas, queries y diferentes métodos de normalización de datos) hasta bases de datos más recientes, tales como MongoDB. También guiaremos a los estudiantes para aprender a elegir cuando seleccionar una tecnología sobre otra. Análisis Comparativo de Datos de Expresión de Genes Se enseñarán los conocimiento teóricos básicos en el diseño de microarrelos (tales como Affymetrix). Discutiremos como planear y llevar a cabo experimentos en la comparación de transcriptomas en varias especies, así como los elementos que se deben de considerar para su análisis. Se presentarán los paquetes y bibliotecas de Bioconductor para el análisis de datos de expresión de genes. Se presentarán métodos para el pre-procesamiento de datos, control de calidad e identificación de genes diferencialmente expresados, y la visualización de datos de expresión. Análisis Evolutivo de Secuencias de Regulación Genética Se revisarán los métodos que existen basados en búsqueda de patrones para identificar y crear modelos de sitios de pegado de proteínas de regulación basándose en datos experimentales. Los modelos creados serán utilizados para identificar nuevas instancias de sitios de unión al ADN para estas proteínas reguladoras. En la parte practica, los estudiantes realizarán búsquedas de elementos de regulación putativos en varios organismos para estudiar la evolución de estos. Finalmente se demostrará como estudiar la conservación de elementos regulatorios en varias especies. Evolución de redes Comenzaremos con una revisión de los conceptos y definiciones básicas, tales como grados, caminos, circuitos, motivos, componentes. Se mostrarán métodos computacionales para la comparación de grafos etiquetados y no etiquetados. En la parte práctica de este curso, se implementarán algunos algoritmos en R para trabajar con datos de redes. Se comenzará con ejemplos obtenidos de datos biológicos y se compararán diferentes algoritmos con respecto a las redes con las que se esté trabajando. Filogenómica Se cubrirán conceptos de filogenética: semejanza de secuencias, genes ortólogos y parálogos, alineamientos múltiples, modelos de evolución molecular, métodos de reconstrucción y algoritmos para la construcción de árboles. Los estudiantes practicarán más profundamente sus habilidades en Linux y Perl mediante la ejecución de alineamientos, la construcción de árboles filogenéticos para selección positiva basada en diferentes métodos. Para estos ejercicios, bajaremos secuencias de ADN de genes ortólogos del sitio ENSEMBL y usando Perl, llevaremos a cabo análisis filogenéticos para múltiples grupos de genes, moviéndonos desde una perspectiva de filogenética a una de filogenómica. En todas las clases vamos a necesitar de ayuda por parte de los estudiantes de licenciatura y posgrado como asistentes de profesor.
El objetivo de esta escuela es proporcionar a los estudiantes conocimientos y habilidades para llevar a cabo análisis matemáticos y computacionales en bioinformática enfocados a resolver problemas de investigación relacionados con evolución. Con esta escuela queremos mejor el desempeño de estudiantes de todas las áreas en ciencias que no tienen ninguna o poca experiencia en programación. Para tal objetivo, daremos una introducción a dos de los lenguajes de programación más potentes y comúnmente usados para realizar análisis de datos biológicos, R y Perl. Desde el primer día, los estudiantes comenzarán a trabajar con datos biológicos reales. Esta escuela estará divida en varios cursos. Cada curso consistirá de clases, prácticas en computadora y ejercicios. Uno de nuestros objetivos es organizar cursos individuales de manera que se conecten y sigan una secuencia lógica de análisis en biología evolutiva y de sistemas. Por ejemplo, presentaremos un curso donde se llevarán a cabo análisis con datos de Secuenciamiento de Nueva Generación (NGS - Next Generation Sequencing), seguido de dos cursos, en los cuales se presentarán datos de RNA-Seq y de ChIP-Seq, respectivamente, y se llevarán a cabo comparaciones entre especies. La coherencia entre los cursos se facilitará mediante el uso del mismo conjunto de datos (o datos similares o relacionados). Varios de los profesores estarán presentes durante toda la escuela, lo que intensificará las conexiones entre los cursos. Durante todos los cursos, habrá asistentes quienes apoyarán a los estudiantes en el buen desarrollo de las prácticas, así como para resolver sus dudas. Los asistentes participarán en toda la escuela. Serán estudiantes de licenciatura y posgrado quienes ya tendrán experiencia en el uso del sistema operativo Unix/Linux y de programación en Perl y R. Se buscarán asistentes que estén familiarizados con los temas de los cursos para asegurar que pueden brindar soporte a los estudiantes durante toda la escuela. La experiencia en Bioinformática adquirida por los asistentes, se deberá a haber participado en una escuela de Verano en Bioinformática previa o a su experiencia durante su carrera y/o proyecto de tesis. Con el objetivo de que la situación económica de los estudiantes no sea un impedimento para asistir a esta escuela, nuestro objetivo será asignar una beca de hospedaje a 20 estudiantes que vengan de fuera de la ciudad de Querétaro y que así lo requieran. Se aceptarán a 10 estudiantes provenientes de la ciudad de Querétaro y que no requieran beca de hospedaje. A todos los estudiantes se les proporcionará la comida en la cafeteria del Centro Académico Cultural, del campus Juriquilla. Para asegurar equidad, a los estudiantes que no posean una computadora se les proporcionará una laptop durante el transcurso de esta escuela para que puedan realizar las prácticas sin ningún problema. La Escuela de Verano en Bioinformática Evolutiva tendrá lugar en las instalaciones del nuevo Laboratorio Nacional de Visualización Científica Avanzada (LNVCA), que se encuentra albergado en la Unidad de Cómputo Avanzado y Visualización (UCAV). Los sistemas de la UCAV están basados en ambientes Linux para correr aplicaciones complejas y trabajos de scripting, y se encuentran equipados con el hardware y software necesario para ejecutar y probar algoritmos y aplicaciones que necesitan poder de cálculo para procesos paralelos o de cómputo intensivos. Estas características hace al LNVCA el lugar ideal para llevar a cabo la escuela de Verano, ya que puede proporcionar una conexión estable a todos los estudiantes para bajar y procesar datos en sus computadoras, así como la ejecución simultánea de diferentes aplicaciones no será un problema de cuello de botella a lo largo de toda la escuela.
metadata.dc.description.goals: Llevamos a cabo tres Escuelas de Verano en Bioinformática logrando la totalidad de las metas planteadas originalmente. Cada año recibimos alrededor de 350 solicitudes de estudiantes de licenciatura y posgrado de diferentes áreas como matemáticas, computación, física, biología, medicina, biotecnología y ecología. Cada año se aceptaron 45 estudiantes de los cuales, 24 fueron becados con hospedaje. A los 45 estudiantes se les proporcionó transporte local, comida y coffee breaks. La duración de cada una de estas escuelas fue de 14 días durante los cuales se impartieron 10 cursos por especialistas en el área. Durante los últimos cuatro días de la escuela, los estudiantes formaron equipos de 4-5 integrantes con estudiantes tanto de áreas biológicas o de ciencias de la vida, como de ciencias exactas, logrando una composición multidisciplinaria. Durante todos los cursos y proyectos, diez estudiantes con conocimientos amplios de bioinformática, fungieron como ayudantes y apoyaron a los instructores para resolver las dudas de los participantes y como guías durante el desarrollo de sus proyectos finales. Cada año se impartieron cursos básicos en Bioinformática, que fueron: 1. Introducción a Unix con aplicaciones en Bioinformática 2. Secuenciación de Nueva Generación 3. Introducción a R con estadística 4. Expresión diferencial de genes 5. Análisis de Redes Biológicas Además se impartieron 4-5 cursos avanzados que cambiaban cada año. Adicionalmente, cada año participaron ponentes extranjeros y nacionales con charlas sobre su investigación en Bioinformática. En los tres años consecutivos, tuvimos la presencia de los siguientes ponentes: 1. Prof. David Sankoff, conocido como el padre de la Bioinformatica, Canada Research Chair in Mathematical Genomics, Universidad de Ottawa 2. Prof. Peter Stadler, lider del grupo de Bioinformática de la Universidad de Leipzig y del Max Planck Institute for Mathematics in the Sciences, Leipzig, Alemania 3. Prof. Pedro Miramontes, Grupo de Biomatemáticas, Facultad de Ciencias, UNAM Como complemento al programa se tuvieron también cuatro ponentes adicionales cada año. El programa y la lista de ponentes pueden encontrarse en la página que creamos para las escuelas de Verano: https://paginas.matem.unam.mx/bioinformatica/es/ Con estas escuelas logramos que los participantes adquirieran conocimientos y habilidades para llevar a cabo estudios de problemas biológicos con herramientas y métodos tanto matemáticos como computacionales. Como resultado de estas escuelas, varios estudiantes decidieron continuar sus estudios de posgrado en el área de Bioinformática. Algunos de ellos obtuvieron alguna beca para realizarlos en el extranjero, y algunos de ellos realizan actualmente su tesis con alguno de los investigadores participantes de la escuela. También, algunos de estos estudiantes decidieron organizar talleres en sus instituciones de origen donde transmitieron los conocimientos adquiridos durante esta escuela.
metadata.dc.description.selfAssessment: Las tres ediciones de la escuela de Bioinformática tuvieron un muy buen recibimiento en la comunidad estudiantil y académica recibiendo cada año alrededor de 350 solicitudes de estudiantes interesados en participar en la escuela. También recibimos alrededor de 20 solicitudes por año, de estudiantes interesados en fungir como ayudantes. Algunos de ellos formaban parte de algún grupo de investigación de los instructores participantes o ya habían participado en alguna de las escuela de Bioinformática previas, y todos contaban ya con alguna experiencia en el área. La escuela sirvió de parteaguas para que estudiantes comenzaran un posgrado con alguno de los investigadores participantes, así como para realizar estancias de investigación o la colaboración en algún proyecto. Resultado de esto es la incorporación de estudiantes a algún programa de posgrado en México o en el extranjero, así como la co-autoría en artículos de investigación de algunos de ellos. Cabe además mencionar, que algunos de los participantes organizaron talleres en sus instituciones de origen, donde transfirieron el conocimiento adquirido a sus colegas. En particular, una estudiante colombiana organizó un año después de su participación, una escuela en Bioinformática con el mismo formato en la Universidad Simón Bolívar en Barranquilla, Colombia, donde algunos investigadores fuimos invitados a participar. Algunos estudiantes nos ha comunicado el avance de sus trabajos de posgrado, gracias al aprendizaje adquirido en la escuela de Verano. Para evaluar la calidad de esta escuela, al final de cada una de ellas, pedimos a los estudiantes contestar una encuesta. Los resultados de las mismas se encuentran en archivos anexos. Por lo anterior, podemos asegurar que se lograron todas las metas planteadas originalmente y que identificamos la necesidad de seguir impartiendo escuelas como las descritas, talleres o cursos en temas de boinformática.
metadata.dc.description.goalsAchieved: Primer año: llevar a cabo la primer Escuela de Verano en Bioinformática Evolutiva con la participación de 30 de estudiantes que se beneficiaran de aprender cosas nuevas y nueva tecnología, metodos, etc en Bioinformatica. Segundo año: llevar a cabo la segunda Escuela de Verano en Bioinformática Evolutiva con la participación de 30 estudiantes que se beneficiaran de aprender cosas nuevas y nueva tecnología, metodos, etc en Bioinformatica Tercer año: llevar a cabo la tercer Escuela de Verano en Bioinformática Evolutiva con la participación de 30 estudiantes que se beneficiaran de aprender cosas nuevas y nueva tecnología, metodos, etc en Bioinformatica.
metadata.dcterms.provenance: Centro de Geociencias en Juriquilla, Qro
metadata.dc.subject.DGAPA: Ciencias de la computación
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

Ficheros en este ítem:
No hay ficheros asociados a este ítem.
Mostrar el registro Dublin Core completo del ítem


Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.