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生物信息学小白自学记录

作者之前是学计算机的,2023年机缘巧合碰到了生物信息学。感觉之前大学白读了,原来学习的那些算法要是应用到生物信息学,现在说不定也在哪所大学搞研究了,哈哈。接下来,也想通过这个网站记录一下整个学习过程。近期分享的内容会是R语言学习、单细胞测序及生物信息学算法。(主要是专业术语太多了,还是先从自己熟悉的入手)

主要涉及的相关书籍及网站

0.R Tutorial
1.R Programming for Data Science
2.R for Data Science_ Import, Tidy, Transform, Visualize, and Model Data
3.Data Science Starter Program Introduction to Data Science
4.R for Health Data Science
5.北大李东风教授的R语言教程
6.Analysis of single cell RNA-seq data
7.An Introduction To Bioinformatics Algorithms
8.Seurat v5

生物信息学简介

​ 生信分析是通过计算机对生物信息进行分析的方法。这些方法可以用来获得关于生物体的重要信息,例如基因组学、蛋白质组学、代谢组学和微生物组学。

​ 生信分析主要包括两大类:一类是对DNA、RNA、蛋白质和代谢物进行定量和定性分析;另一类是对复杂的生物信息数据进行图形化展示、可视化分析以及机器学习方面的应用。

​ 在DNA、RNA、蛋白质和代谢物定量分析方面,常用的方法有PCR(聚合酶链式反应)、qPCR(定量PCR)、NGS(测序)、微卫星遗传图谱分析、RAPD(随机引物序列扩增多样性) 。在复杂生物信息数据的可视化方面,常用的方法有UMLS(Unified Medical Language System) 、Conceptual Graphs(CGs) 和Hierarchical display 等。而在机器学习方面应用的主要方法有SVM(Support VectorMachine) 和C4.5 decision tree learning algorithm 等等。

学习生物信息学的计划:

第1-4周:基本概念与技能

  1. 学习生物学基础知识:了解生物学的基本概念,如DNA、RNA、蛋白质、基因组、转录、翻译等。可以参考教材如《生物学》(Campbell)。
  2. 学习基本的程序设计和编程语言:学习Python或R,这两种语言在生物信息学中广泛使用。可以参考在线课程,如Codecademy、DataCamp或Coursera。
  3. 学习基本的统计学知识:了解描述性统计、概率分布、假设检验、回归分析等基本概念。可以参考教材如《统计学入门》(Freedman, Pisani, Purves)。

第5-6周:生物信息学基础知识与工具

  1. 学习生物信息学基本概念:了解序列比对、基因预测、进化分析等生物信息学方法。可以参考教材如《生物信息学导论》(Mount)。
  2. 学习常用的生物信息学数据库:如NCBI(GenBank、PubMed等)、UCSC Genome Browser、ENSEMBL、PDB等。
  3. 学习常用的生物信息学工具:如BLAST、Clustal Omega、HMMER、Cytoscape等。

第7-10周:生物信息学应用与实践

  1. 阅读生物信息学相关的研究论文:熟悉生物信息学在基因组学、转录组学、蛋白质组学等领域的应用。
  2. 完成生物信息学项目:选择一个生物信息学相关的项目,例如RNA-seq数据分析、基因组注释、蛋白质结构预测等。可以参考在线资源,如Rosetta Code、Biostar等。
  3. 学习生物信息学的高级主题:如机器学习、深度学习在生物信息学中的应用。可以参考在线课程,如Coursera上的“Deep Learning for Genomics”。

第11-12周:巩固与提高

  1. 参加生物信息学讨论社区:如SEQanswers、Biostars等,与生物信息学专家和同行交流,解决遇到的问题。

  2. 阅读生物信息学领域的最新研究成果和技术发展,持续关注相关领域的最新进展。可以订阅学术期刊如《生物信息学》(Bioinformatics)、《基因组研究》(Genome Research)、《自然生物技术》(Nature Biotechnology)等。 3. 学习生物信息学工具的高级功能:深入了解BLAST、Clustal Omega、HMMER等工具的高级用法,以便更有效地解决复杂问题。

  3. 学习生物信息学实验设计:了解如何设计实验以解决具体的生物学问题,学习控制实验变量、选择合适的方法、评估实验结果等技巧。

  4. 参加生物信息学研讨会或会议:如ISMB(国际计算分子生物学大会)、RECOMB(计算分子生物学研讨会)等,了解最新研究动态,与专家建立联系。

  5. 完成更多生物信息学项目:通过实际项目练习,巩固所学的生物信息学知识和技能。可以尝试参与开源生物信息学项目,为社区贡献代码。

通过这个3个月的学习计划,您将掌握生物信息学的基本知识、技能和工具,并能够应用它们来解决实际生物学问题。