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任务描述
生物信息学系列课程内容及开课时间介绍
一、非编码 RNA（环形RNA，lincRNA）生物信息学研究策略
● 开课时间及地点
本期课程开课时间是 11 月 25 号至 11 月 26 号，南京农科院
● 课程内容
| 非编码 RNA（环形 RNA，lincRNA）生物信息学研究策略 真核生物转录组测序数据的生物信息分析及研究策略 环形 RNA 的检测分析软件及计算方法 LincRNA 的生物信息分析及研究策略 非编码 RNA 常用数据库介绍（上机实战） 常用 LincRNA 数据库的分析与使用 常用 CircRNA 数据库的分析与使用 常用 miRNA 数据库的分析与使用 非编码 RNA 生物功能研究策略 LincRNA 功能研究策略 环形 RNA 竞争性结合 miRNA 调控靶基因的研究策略 环形 RNA 编码蛋白潜能的分析研究策略 生物信息学常用工具介绍（上机实战） |
| 计算机系统 Linux 介绍 目前大量的生物学问题依赖于高性能计算机的强大计算能力，掌握高性能计算机的常用操作系统 linux，是分析生物学大数据的前提和基础。此部分主要介绍和上机熟悉 linux 的常用命令，以便于开展后续生物信息学工具的使用。 |
| Python 语言，R 语言介绍 目前大多数生物信息学软件均由 Python 编写完成，熟悉 Python 语言对理解生物信息学软件工具具有重要作用。R 语言作为生物统计和图表绘制常用语言，也是生物信息学研究必须掌握的语言。此部分主要介绍和上机熟悉 Python 语言，R 语言基础部分，达到理解其在生物信息学领域使用的基本目的。 |
| 基因组浏览器 IGV 使用与介绍 IGV 是一种高性能的基因组可视化工具，用来交互式地展示基因组以及转录组测序比对数据。此部分主要介绍和上机熟悉 IGV 的下载，安装，使用过程中的常见问题。 |
二、microRNA 调控网络的构建与应用
● 课程内容
| miRNA 预测、靶基因功能注释及其 miRNA 调控网络研究 分子调控网络 真核生物基因结构中的调控元件及其序列特征 miRNA 预测、靶基因功能注释 文献阅读与管理 乳腺癌 TF-miRNA-BCCG 共调控网络 动态的 miRNA 调控网络在果蝇免疫稳态中的作用机制 |
| Linux 系统介绍，Python，R 语言 介绍 Linux 系统的基本操作，以及 Python，R 语言在生物信息学中的实际应用案例。 |
| 常用生物信息数据库使用 真核生物基因结构及其调控元件数据库的使用 基因注释与功能分类数据库的使用 常用 miRNA 数据库及软件的使用 常用转录因子及转录因子结合位点数据库的使用 常用文献检索数据库与管理软件的使用 Cytoscape 软件的使用 |
三、基因表达调控机理的研究技术
● 课程内容
| 转录因子与 DNA 互作的体外（in vitro）研究 凝胶迁移实验（EMSA）技术 报告构体实验技术 DNA 足迹实验技术 ChIP-PCR 实验技术 双链 DNA 微阵列芯片原理 双链 DNA 微阵列芯片实验 转录因子与 DNA 互作的体外（in vitro）研究 SELEX-seq 实验原理 SELEX-seq 数据分析 ChIP-seq 研究技术 ChIP-seq 实验操作 |
| TALE-AD 人工转录因子 TALE-AD/ID 人工转录因子可用于激活（TALE-AD）或抑制（TALE-ID）兴趣基因的表达，类似传统的基因过表达基因或基因敲低技术。通过改变基因的表达水平研究基因的功能。特别是转录因子以及其他调控因子的功能。此部分主要介绍该该技术的实验原理、载体制备、实验操作及应用，特别是在 iPS 细胞制备、细胞身份转换（直接重编程）、肿瘤分化疗法等领域的应用。该部分还讲解各类转录激活结构域（activation domain）及转录抑制结构域（Inhibition domain）知识。该部分还附带凝练讲解与之相关的 TALE 技术。 |
| SgRNA/dCas9-AD 人工转录因子 SgRNA/dCas9-AD/ID 人工转录因子可用于激活（SgRNA/dCas9-AD）或抑制（SgRNA/dCas9-ID）兴趣基因的表达，类似传统的基因过表达基因或基因敲低技术。通过改变基因的表达水平研究基因的功能。特别是转录因子以及其他调控因子的功能。此部分主要介绍该该技术的实验原理、载体制备、实验操作及应用，特别是在 iPS 细胞制备、细胞身份转换（直接重编程）、肿瘤分化疗法等领域的应用。附带凝练讲解与之相关的 CRISPR 编辑技术。 |
| 基于 CRISPR 技术的 CAPTURE 技术 人造转录因子 SgRNA/dCas9-AD 在研究基因表达调控机理上具有重要价值。新近（2017 年 8 月）发展到 CAPTURE 技术展示了这一价值。该技术针对某一兴趣基因的启动子区设计一种或数种 sgRNA；之后将 sgRNA 与 dCas9-AD（如 dCas9-VP64）共转染细胞；交联固定后后破碎细胞、剪碎染色质；在针对 dCas9-AD 进行 ChIP 实验。富集 DNA、RNA 及蛋白质，在分别鉴定 DNA、RNA 及蛋白质；可由此发现调控兴趣基因的启动子及增强子 DNA、转录因子及共调控因子、以及 RNA（如 RNA）等，解析兴趣基因的调控机理 |
四、大数据下的分子进化分析与基因组注释
● 课程内容
| 分子进化理论发展历程 常用的遗传参数介绍 分子进化理论的具体应用 基因组注释与进化分析 基因注释常用软件介绍 重复序列注释及常用软件介绍 基因组注释与转录组数据分析 |
| Linux 系统介绍，R, Perl 语言编程 Linux 基础及分子进化分析的 Perl 语言编程 R 语言基础及分子进化分析的作图技巧 |
| 背景介绍 分子进化是指从分子水平上研究遗传物质进化规律的一门学科。本讲座在介绍有关分子进化理论的基础上，介绍常用的遗传参数的概念、基本原理和计算方法。在此基础上，结合有关研究进展和成功案例，介绍如何利用有关分子进化理论开展相关研究，以期为相关领域的研究人员提供借鉴和帮助。 |
五、真核生物转录组测序 - 编码 RNA 研究策略和方法
● 课程内容
| 有参考基因组/转录组的基因表达研究 单细胞转录组测序研究 转录组的从头测序（无参考基因组/转录组）研究 基于转录组测序的定性研究 转录组测序技术和数据分析 测序数据质控，测序数据基因组/转录组比对 基于 RNA-seq 测序技术的定性研究 转录组从头组装，转录组 GO 功能注释 可变剪接分析，基因融合分析 RNA-seq 中的 SNP 检测，RNA 编辑分析 |
| 课程背景 转录组指生命体在某一特定时空状态下所转录出来的所有 RNA 的总和，包括编码蛋白质的信使 RNA（mRNA）和不编码蛋白质的非编码 RNA（non-coding RNA）。本讲座主要介绍用于 mRNA 研究的转录组测序，包括基于转录组测序的定量和定性研究方案和应用案例。 |
| 单细胞转录组测序（scRNA-seq）技术 与传统的 RNA-seq 技术相比，单细胞转录组测序（scRNA-sesq）技术具有实验起始量低的优势。即使是同一类型的细胞，在不同的时间点上，细胞所表达出的蛋白质的量也有很大区别。通过单细胞转录组测序技术，可以研究细胞之间的异质性。本部分重点介绍单细胞转录组测序的几种常用技术的实验方案和优缺点，包括 smart-seq 技术、Drop-seq 技术和 CEL-seq 技术等。另外，本部分还将介绍单细胞转录组测序技术在生物医学领域的应用案例。 |
| scRNA-seq 数据分析 与传统的 RNA-seq 测序数据不同，scRNA-seq 测序数据技术往往涉及几百甚至几千个细胞的转录组测序数据。因此，单细胞转录组测序数据分析的一个重点是识别新的细胞类型或状态，或者重建细胞的发育途径。因此，如何对大量单细胞的转录组数据基于基因表达进行分类，是 scRNA-seq 数据分析中的重点。本部分重点介绍分类的一些基本原理、分类相关工具和基于分类的可视化工具等。 |
六、高通量表观基因组信息分析
● 开课时间及地点
本期课程开课时间是 2018 年 1 月 6 号至 1 月 7 号， 江苏省农业科学院
● 课程内容
| 基因转录调节知识背景 转录因子结合全基因组分析（ChIP-Seq） 核小体定位（占位）高通量测序信息分析 组蛋白修饰（HM）的高通量测序信息分析 高通量表达数据的分析 富集分析及网络构建 染色质及高通量信息的分析 基因表达差异分析（芯片 & RNA-Seq） 转录因子识别 |
| Linux 系统介绍 包括基本的命令格式，文件目录结构，远程登录软件 Putty 的使用等 |
| 常用生物信息数据库使用 包括 NCBI, PDB database，UCSC genome browser, TCGA, KEGG, genecards， GEO 数据获取等 |
预期中标
已中标
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