Giải trình tự và Lắp ráp Bộ gen bằng Lý thuyết Đồ thị

Sinh học hiện đại phụ thuộc vào khả năng đọc DNA, nhưng công nghệ vẫn chưa thể xử lý toàn bộ bộ gen trong một lần chạy duy nhất. Khóa học này khám phá thách thức tính toán hấp dẫn của việc ghép nối hàng triệu đoạn di truyền nhỏ để tiết lộ bức tranh hoàn chỉnh về bộ gen của một sinh vật. Bạn sẽ khám phá cách sự giao thoa giữa sinh học và khoa học máy tính cho phép chúng ta giải quyết các câu đố phức tạp, điều cần thiết cho y học cá nhân hóa và nghiên cứu tiến hóa. Thông qua chương trình giảng dạy dựa trên văn bản này, bạn sẽ chuyển đổi từ người mới bắt đầu thành người hiểu được nền tảng thuật toán của tin sinh học. Bạn sẽ học cách biểu diễn dữ liệu sinh học dưới dạng cấu trúc toán học và áp dụng các mẫu logic để tìm ra chuỗi nucleotide có khả năng xảy ra nhất. Bạn sẽ học được gì: - Hiểu các ràng buộc sinh học cơ bản của giải trình tự DNA và sự cần thiết của việc lắp ráp các đoạn. - Áp dụng các khái niệm lý thuyết đồ thị, bao gồm cả đồ thị De Bruijn, để tổ chức và kết nối các chuỗi di truyền chồng chéo. - Khám phá logic của các thuật toán brute force và các ứng dụng cụ thể của chúng trong việc giải trình tự các protein và peptide nhỏ. - So sánh các phương pháp giải trình tự đoạn ngắn truyền thống với các mô hình tính toán đoạn dài hiện đại. - Nắm vững thuật ngữ tin sinh học, từ k-mers và contigs đến các đường đi Eulerian. - Thực hành giải quyết các thách thức lắp ráp thông qua các bài tập thuật toán bằng văn bản và các kịch bản dựa trên logic. Khóa học bắt đầu với các thuật ngữ thiết yếu và nền tảng sinh học của DNA trước khi chuyển sang các phương pháp dựa trên đồ thị cụ thể được sử dụng trong các phòng thí nghiệm hiện đại. Bạn sẽ tiến bộ qua các giải thích bằng văn bản về logic lắp ráp, theo sau là các phân tích từng bước về các thuật toán giúp tái tạo bộ gen có thể thực hiện được. Khóa học này được thiết kế cho những người mới bắt đầu quan tâm đến sự giao thoa giữa khoa học sự sống và lập trình. Không yêu cầu kinh nghiệm trước đó về tin sinh học hoặc toán học cao cấp để bắt đầu. Bước vào thế giới của sinh học tính toán và bắt đầu giải mã ngôn ngữ của sự sống.