Bioinformatiikka ja MBIohjelma Juho Rousu 15 11 2007

Bioinformatiikka ja MBIohjelma Juho Rousu 15. 11. 2007

Mitä on Bioinformatiikka? ”Bioinformatiikka on poikkitieteellinen ala, jonka tavoitteena on biologisten toimintojen ymmärtäminen geeni- tai proteiinirakenteesta lähtien. Bioinformatiikka yhdistää bio- ja lääketieteitä sekä tietojenkäsittelyä, matematiikkaa ja tilastotiedettä laajojen tietoaineistojen analysoimiseksi, tallentamiseksi ja prosessoimiseksi. ” (Bioteknologia info –lehti, 2/2004) Bio- ja lääketieteet Bioinformatiikka Tietojenkäsittelytiede ja tietotekniikka Matematiikka ja tilastotiede

Miksi bioinformatiikkaa? Nyt? Osa 1/3: Genomidatan määrä räjähtää (edelleen) (HS 6. 11. 2007) (Lähde: EMBL)

Miksi bioinformatiikkaa? Nyt? Osa 2/3: ”Lab-on-a-chip” • 1990 -luvun puolivälistä lähtien mittausteknologiaa on puristettu mikrosiruille • Kaikkien geenien toiminnan mittaaminen yhtä aikaa – – – Geenien ilmeneminen Geenisäätely Genomivariaatio (SNP) Proteiinit Aineenvaihduntatuotteet … • Haaste tilastomalleille: tuhansia muuttujia /siru, mutta vähän siruja/koe

Miksi bioinformatiikkaa? Nyt? Osa 3/3: Systeemibiologia aka ”Beyond the hairball”* • Geenisirumittauksillä päästään kiinni geenien yhteistoimintaan • Vuorovaikutusverkko: – solmut vastaavat geenejä tai proteiineja – kaaret vastaavat mitattuja tai ennustetuja vuorovaikutuksia • Bioinformatiikkaa tarvitaan – Verkkojen rakentamiseen – Tiedon louhintaan ja visualisointiin – Biologisesti relevanttien ennusteiden tekemiseen* (*Yves Moreau in MLSB’ 07)

Mitä bioinformaatikko tekee työkseen? ”Juttelen joko biologien kanssa siitä, mitä pitäisi laskea, tai tietojenkäsittelijöiden kanssa siitä, miten pystyisimme laskemaan sen, mitä pitäisi laskea. Sitten yritän laskea eli ohjelmoin. ” ”Tyypillinen työpäivä pitää sisällään artikkelien ja kirjojen lukemista, käsittelemiemme aineistojen analyysiä, sekä niiden käsittelyyn tarvittavien menetelmien kehitystyötä. ” ”Tutkin, luen, mietin, kirjoitan, koodaan ja kokeilen. Eli, yritän pelata ihan oikeaa tutkijaa. Toinen tärkeä osa-alue on muun tutkimusryhmän tukeminen bioinformaattisissa ongelmissa. ” (Lähde: Helsingin alueen bioinformatiikan ammattilaisten haastattelut, Syksy 2007 )

Bioinformaatikon tiedot ja taidot Bio- ja lääketieteet • Molekyyli- ja solubiologian perusteet • Yleiskuva mittausmenetelmistä Bioinformatiikka • Biosekvenssien analyysi • Biotietokantojen tekniikat • Geeniekspression analysointi • Proteiinien rakenteen ja funktion mallinnus • Geeni-, proteiini- ja metaboliaverkot • … Tietojenkäsittely • Ohjelmointi • Tietokannat • Algoritmit Matematiikka ja tilastotiede • Todennäköisyyslaskenta • Vektorit ja matriisit

Bioinformatiikan maisteriohjelma • Kouluttaa bioinformatiikan ammattilaisia bio- ja lääketeollisuuden tarpeisiin • HY: n ja TKK: n yhteisohjelma: • Filosofian maisterin tutkinto bioinformatiikassa (120 op) • Diplomi-insinöörin tutkinto bioinformatiikassa (120 op) • Tutkinnon tavoitesuoritusaika 2 vuotta • Pääsy kansainvälisen haun kautta: sisäänotto 15 (HY) + 7 (TKK) • Haku syksyllä 2008 alkaviin opintoihin 15. 11. 2007 -31. 1. 2008

MBI: n opetusyhteistyö TKK: n Tietotekniikan osasto Prof. Samuel Kaski Akatemiaprof. Heikki Mannila Tk. T Janne Nikkilä 6 50 HY: n lääketieteellinen tdk Prof. Tomi Mäkelä Dos. Outi Monni Dos. Sampsa Hautaniemi HY/Biotieteellinen tdk Prof. Liisa Holm Dos. Päivi Onkamo Maa- ja metsätaloustieteellinen Prof. Jari Valkonen Dos. Viola Niklander-Teeri HY: n Matemaattisluonnontieteellinen tdk Prof. Elja Arjas Prof. Mats Gyllenberg Prof. Juho Rousu Prof. Hannu Toivonen Prof. Esko Ukkonen Yonleht. Esa Pitkänen

Tutkinnon (120 op) rakenne FM-tutkinto (HY) Major subject, minimum of 70 cr • Bioinformatics courses and seminars, minimum 30 cr • Master's thesis, 40 cr – Includes scientific writing in English and masters thesis seminar, 7 cr total DI-tutkinto (TKK) Major subject, minimum of 70 cr • Level 2 module T 420 -2 Bioinformatics A 2 (20 cr) • Level 3 module T 272 -3 Bioinformatics A 3 (20 cr) • Master's thesis D (30 cr) Minor subject studies (minimum 40 cr) • Computer science • Mathematics and statistics • Biology, medicine or other suitable subject • • Biological special module for bioinformaticians C (20 cr) or Special module in computer and information science C (20 cr) Elective studies W (20 cr) Other studies (minimum of 2 cr) • Personal study plan (FM-HOPS), 1 cr • Advanced internship or vocational orientation studies, 1– 3 cr • Optional courses • Methodological principles M (10 cr)

Bioinformatiikan opinnot MBI: ssä

Mitä alempaan tutkintoon? Esimerkkejä soveltuvista kandipääaineista • Bioinformaatioteknologia • Biokemia • Biotekniikka • Matematiikka • Perinnöllisyystiede • Tietojenkäsittelytiede • Tietotekniikka • Tilastotiede Mutta myös • Fysiikka • Kemia • Teknillinen fysiikka • … Suositeltavia sivuainekokonaisuuksia • • Geneettisen bioinformatiikan perusopinnot (25 op) Menetelmätieteiden perus- ja aineopinnot (60 op) – Tietojenkäsittelyä, matematiikkaa, tilastotiedettä – Suositeltava sivuainekokonaisuus kaikille! + Sivuainekokonaisuudet vasemmalla listatuista aineista (Lihavoidut kokonaisuudet sisältävät hakukelpoisuuteen vaadittavat yhteensä 60 op menetelmätieteiden ja bioinformatiikan opintoja. )

Bioinformatiikan jatkotutkinto • MBI-ohjelma antaa hyvän pohjan jatko-opinnoille bioinformatiikassa • Tutkijakoulu: Graduate School in Computational Biology, Bioinformatics and Biometry (Com. Bi) – Toteutettu Helsingin, Turun ja Tampereen yliopistojen sekä TKK: n yhteistyönä – Rahoitettuja ja statuspaikkoja väitöskirjan tekemiseen http: //www. cs. helsinki. fi/combi/