2011 年春季,德国有数千人因一种致命疾病住院治疗,这种疾病最初是食物中毒并伴有血性腹泻,通常会导致肾衰竭。这是近代史上最致命疫情的开端,由一种神秘的细菌菌株引起,我们称之为 X 型大肠杆菌。很快,德国官员将疫情与吕贝克的一家餐馆联系起来,那里有近 20% 的顾客在一周内出现血性腹泻。此时,生物学家们知道,他们面对的是一种之前未知的病原体,传统的方法是不够的--需要计算生物学家来组装和分析这种新出现的病原体的基因组。 为了研究疫情菌株的进化起源和致病潜力,研究人员启动了一项众包研究计划。他们公布了一名患者的细菌DNA测序数据,这引起了四大洲的计算生物学家们的一阵分析热潮。他们甚至在项目中使用了 GitHub:https://github.com/ehec-outbreak-crowdsourced/BGI-data-analysis/wiki 2011 年德国疫情爆发是流行病学家与计算生物学家合作阻止疫情爆发的早期范例。在本在线课程中,您将跟随调查疫情的生物信息学家的脚步,开发一个程序,从数百万个大肠杆菌 X 基因组的重叠子串中组装出大肠杆菌 X 的基因组。
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该课程共有3个模块
2011 年 4 月,德国有数百人因一种致命疾病而住院治疗,这种疾病起初往往是食物中毒并伴有血性腹泻。这是近代史上最致命疫情的开端,由一种神秘的细菌菌株引起,我们称之为 X 型大肠杆菌。几个月内,疫情已感染数千人,造成 53 人死亡。为了防止疫情进一步扩散,全世界的计算生物学家都必须回答 "X 型大肠杆菌的基因组序列是什么?"这个问题,以便弄清它获得了哪些新基因而成为致病菌。 2011 年德国疫情爆发是流行病学家与计算生物学家合作阻止疫情爆发的早期范例。在基因组组装编程挑战赛中,您将跟随调查疫情的生物信息学家的脚步,开发一个程序来组装致命大肠杆菌 X 菌株的基因组。不过,在您开始构建组装大肠杆菌 X 株的程序之前,我们必须解释一些基因组概念,并让您解决一个组装小型病毒的简单问题,为您热身。
涵盖的内容
2个视频4篇阅读材料1个编程作业
DNA 测序方法在 1977 年导致了一种小型病毒的组装,经历了一系列转变,在几年前促成了个性化医疗的出现。到 20 世纪 80 年代末,生物学家已经能够对包含数十万个核苷酸的病毒基因组进行常规测序,但要对包含数百万个(甚至数十亿个)核苷酸的细菌(更不用说人类)基因组进行测序,仍然是一个荒谬的想法,而且需要花费数十亿美元。 1988 年,三位生物学家(同时独立提出!)提出了一个降低测序成本的想法,并提出了 DNA 阵列这一在当时看来完全不可思议的未来方法。这三位生物学家都不可能想到,他自己的实验研究的影响最终会让他面对具有挑战性的算法问题。在本模块中,您将利用 DNA 阵列提供的短 k-mers 信息,了解 DNA 测序所面临的算法挑战。您还将穿越到 18 世纪,了解柯尼斯堡桥,并解决相关的拼图组装问题!
涵盖的内容
5个视频1个编程作业
迄今为止,我们对基因组组装的讨论一直依赖于各种假设。在本模块中,我们将面对现代测序技术的怪异性所带来的实际挑战,并讨论为应对这些挑战而设计的一些算法技术。之后,您将组装在叶蝉体内共生的最小细菌基因组。它的隐蔽生活使其基因组缩小到只有约 112,091 个核苷酸和 137 个基因。之后,您就可以组装大肠杆菌 X 基因组了!
涵盖的内容
3个视频1个编程作业
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学生评论
346 条评论
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已于 Oct 20, 2020审阅
Really enjoyable and also challenging specialization. I also enjoyed this capstone too. I gathered my interest in Algorithms and Bioinformatics field.
已于 Aug 3, 2017审阅
Good course and final capstone project. Would recommend anyone from beginner to professional.
已于 Jul 28, 2020审阅
very challenging course, but still very good and you learn a lot
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