生物工程前沿：微生物基因組研究

生命科學(xué)/生物工程/計算生物

項目背景

2013年諾貝爾獎花落多尺度模型，標(biāo)志著生命科學(xué)在計算維度業(yè)已取得突破性進(jìn)展。運用計算工具分析海量異質(zhì)生物數(shù)據(jù)，有助于從新的維度探究生命有序復(fù)雜性?，F(xiàn)代微生物學(xué)（微生物組學(xué)、流行病學(xué)、病毒學(xué)等）的發(fā)展依賴基因組數(shù)據(jù)的高通量分析。這種類型的分析需要對微生物進(jìn)化有充分的了解，同時也需要熟練掌握計算技術(shù)。生命是什么？微生物群落如何在微觀尺度上自我組裝？如何綜合生態(tài)學(xué)、計算模型和基因組學(xué)設(shè)計與解釋自然進(jìn)化動力？細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能與計算生化領(lǐng)域的研究又為何頻頻受到諾貝爾獎的青睞？這些問題的答案，將在項目中逐一得到解答。

項目介紹

項目內(nèi)容包括基因家族、排列、注釋與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域，新冠病毒基因組序列數(shù)據(jù)的系統(tǒng)發(fā)育分析，新冠病毒基因組序列進(jìn)化分析，水平基因轉(zhuǎn)移與泛基因組等。學(xué)生將通過項目掌握比較基因組學(xué)概念與理論，熟練運用基本生物信息學(xué)工具，完成基因組數(shù)據(jù)計算分析，在項目結(jié)束時，提交項目報告，進(jìn)行成果展示。

適合人群

高中生/大學(xué)生

生命科學(xué)、生物工程、基因工程、計算生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、生物統(tǒng)計學(xué)、生物信息學(xué)、分子生物學(xué)等專業(yè)或者希望修讀相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，對數(shù)據(jù)分析在生命科學(xué)中的應(yīng)用，系統(tǒng)進(jìn)化分析與功能生物學(xué)研究感興趣的學(xué)生 學(xué)生需要具備生物、編程基礎(chǔ)。

導(dǎo)師介紹

麻省理工學(xué)院終身教授

Otto導(dǎo)師現(xiàn)任麻省理工學(xué)院終身教授，擁有理論生物學(xué)與生物信息學(xué)博士學(xué)位，曾榮獲歐洲研究理事會（ERC）啟動資金（Starting Grant；歐洲范圍內(nèi)頗具聲望的科學(xué)研究基金，旨在獎勵歐洲前沿研究）。Otto導(dǎo)師擅于運用實驗與計算方法，尤其是多尺度模型，分析自然微生物群落動力系統(tǒng)，在國際知名期刊發(fā)表論文多篇，學(xué)術(shù)引用量達(dá)3143，i10-index24。

任職學(xué)校

麻省理工學(xué)院（MIT）創(chuàng)立于1861年，是世界著名私立研究型大學(xué)，在生命科學(xué)方向享有盛譽(yù)，在2020年U.S.News世界大學(xué)排名綜排位列第二。學(xué)校孕育了90位諾貝爾獎得主、59位美國國家科學(xué)獎?wù)芦@得者，以及75位麥克阿瑟獎獲得者。

項目大綱

微生物基因組進(jìn)化I Microbial genome evolution I

微生物基因組進(jìn)化II：項目將在本周深入了解基因家族、排列、注釋與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域。 Microbial genome evolution II

系統(tǒng)發(fā)育分析I：項目將在本周探討基于新冠病毒基因組序列數(shù)據(jù)的系統(tǒng)發(fā)育分析。 Phylogenetics I

DNA序列數(shù)據(jù)分析：項目將在本周聚焦新冠病毒基因組序列進(jìn)化分析。 Analyzing DNA sequence data

水平基因轉(zhuǎn)移與泛基因組 Horizontal gene transfer and pangenomes

項目回顧與成果展示 Program Review and Presentation

論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring

時間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時

學(xué)術(shù)報告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表（可用于申請）

結(jié)業(yè)證書

成績單