BIOLOGICAL DATA SCIENCE SUMMER SCHOOL: виклики, можливості, результати
Цьогоріч працівникам центру інформаційних технологій УжНУ випала унікальна можливість стати співорганізаторами та учасниками Літньої школи з аналізу біологічних даних (BDS^3) за участі світових науковців у галузі біоінформатики. Упродовж 2 тижнів (2-14 липня) 22 викладачів, серед яких 8 – професори та керівники дослідницьких лабораторій, ознайомлювали учасників – а це понад 70 студентів з різним міст України – з базовими і передовими методами біоінформатики та обчислювального аналізу сучасних типів даних у біології та біомедицині (геноміці, мультиоміці).
Про організацію та проведення заходу розповіли представники з різних університетів світу.
Ключову роль у проведенні заходу зіграла Школа молекулярної та теоретичної біології, науковим директором якої є Федір Кондрашов.
- Що стало фундаментом для проведення літніх шкіл та яка мета таких заходів?
"Кожне покоління вчених, дослідників змінювалося і змінюється. Тому дуже важко сказати, як правильно вчити та готувати нових науковців у глобальному плані освіти. Я почав експериментувати над цим протягом своєї кар'єри ще з часів аспірантури. Для мене фундаментом для нових підходів до науки стало залучення професорів ще на етапі шкільного викладання, як ми зробили вперше у 2012 році на SMTB (Школі молекулярної та теоретичної біології). Ця школа сильно вплинула як на моє особисте кар'єрне зростання – і як організатора, професора, вченого, так і на світову тенденцію до впровадження аутентичної освіти – коли освіта зводиться не тільки до лекцій, а й проводиться інтегрування наукової роботи та досвіду. І це одна з частин того, що б ми хотіли впровадити тут.
Це був пілотний проєкт, який ми змогли зробити прямо зараз за короткотривалий період. Основна ідея була сфокусована на підтримці зацікавлених в біоінформатиці студентів, що особливо актуально під час повномасштабного вторгнення. Довгострокова мета – спробувати на досвіді пілотного проєкту розвивати біоінформатику та науку про біологічні дані в Україні спільно зі світовими науковцями цієї галузі".
- Яка ключова діяльність вашої організації та очікувані результати?
"Школа молекулярної та теоретичної біології працює над впровадженням автентичної освіти, сприяючи таким ініціативам як BDS^3. У синергії біологія та медицина стають науками менше про виключення і більше про дані, які можна аналізувати на автоматизованому рівні з додаванням штучного інтелекту. І саме така колаборація інформатики з цими науками та штучним інтелектом дозволить отримати нові методи та форми обробки даних. Про очевидний результат можна буде говорити через 10-15 років, і враховуючи те, що біологія та медицина вже використовує штучний інтелект, то АІ у цьому випадку лише допоможе посилити ефективність та результативність".
Про тематику івенту розповів Вольфганг Губер, EMBL, Німеччина, статистик, співзасновник Bioconductor.
"Сьогодні біологія висвітлювалася як наука про дані. Якщо біологія раніше сприймалася як наука не об'ємна і кожне спостереження було одиночним, то зараз з'явилася можливість продукувати великі об'єми даних й аналізувати їх. Тому ціль нашого заходу – навчити аналізувати біологічні дані за допомогою автоматизованих процесів. Щодо перспективи застосування цієї теми, то в першу чергу це зв'язок з медициною, біотехнологічною, харчовою галузями для вирощування культур, фармацевтикою, зокрема для продукування ліків від важких хвороб. Візуалізація як метод фіналізації даних – один з найважливіших елементів для дискусій, досліджень, опису результатів та найшвидший спосіб передачі і сприйняття даних. Для цього використовувалися різні мови програмування, зокрема Python та R. Найчастіше R застосовується у різних галузях науки – фінанси, екологія, геноміка. Особливість використання мов програмування в дослідженнях – наявність стандартизованих методів, які дозволяють відтворювати результати та візуалізувати дані за допомогою імплементованих різноманітних розрахункових модулів функцій.
Серед викладачів, які проводили заняття, був і Роберт Джентльмен, Гарвардський університет, США, статистик, засновник Bioconductor, який займав та займає керівні посади в біомедичних дослідженнях в наукових колах, великій фармацевтиці та біотехнологіях, який є одним із авторів мови R. Щодо участі у проведенні літньої школи науковець зазначив: "Студенти були дуже активними та вразили мене своїм рівнем навичок та зацікавленістю бути науковцями. Вони мають великий потенціал для внеску в науку України, і я сподіваюся, що всі продовжуватимуть навчатися та прогресувати як науковці". Також відмітив затишну атмосферу міста та висловив сподівання щодо співпраці наступного року.
Лада Ісакова, координатор роботи школи, розповіла про щоденні активності студентів та викладачів. "Розклад включав лекції, що охоплюють основну теорію та концепції, а також практичні вправи та роботу в групах. Теми лекцій стосувалися базової біології, сучасної біотехнології для кількісних вимірювань, статистичного аналізу, візуалізації та обчислювальних інструментів. У практичних вправах, практикумах розглядалися реальні набори даних із нещодавніх міжнародних дослідницьких проєктів, а також використовувалися середовища R/Bioconductor та/або Python".
Цікавим інтерактивним елементом стала біологічна гра у форматі задачі, де результати мають бути лише візуалізовані, без використання слів. І звичайно, на межі соціалізації і навчання надзвичайно ефективними були неформальні зустрічі з викладачами, вільне обговорення наукових тем, кар'єрних питань і т.д.
Учасники курсу отримали знання та вміння розробляти, впроваджувати та інтерпретувати робочі процеси аналізу (мульти)омічних даних, вибирати та адаптувати доступні інструменти та пакети, а також робити інформований та науково обґрунтований вибір щодо стратегій аналізу. Але найголовніше – це світове бачення науки, адже саме тут студенти мали змогу попрацювати у колі науковців та відчути себе справжніми дослідниками.
Також під час цієї школи було обговорено формати подальшої співпраці, що передбачають обмін студентами, організацію спільних наукових заходів. Адже метою такої співпраці є відкриття нових можливостей та спільний внесок у розвиток біоінформатики на світовому рівні. Як зазначив Вольфганг Губер, після довготривалого карантину і зараз у складні часи для студентів важливо мати взаємодію офлайн та відчувати таку академічну підтримку, яка стимулюватиме до розвитку своїх здібностей.
Тож to be continued.
