生物信息学

情景分析与经验分享

在这个时代,各种各样的数据充斥了我们的生活。这其中有这样的一群科学家,他们专门处理医学方面的data,包括我们基因的分析和比对。例如,AncestryDNA,一个可以通过我们提供的唾液来判断我们的祖先以及血统的一个网站最近变得热门起来,而它的成功都归功于一群专业的生物信息师。

那么生物信息专业这个二十年前还被视为两个专业的学科究竟是学什么的?

01. 生物信息学什么?

 

生物信息学(bioinformatics)是一个交叉学科,它主要涉及的领域有:

  • 生物

  • 计算机科学

  • 统计

  • 信息技术

生物信息科学的目的是开发用于理解生物数据的方法和软件工具,从而分析和理解生物的奥秘。

生信探索的领域很广泛,其中包括了序列比对,基因识别,基因重组,蛋白质机构预测,基因表达,蛋白质反应的预测等。

那么这门综合了生物学和信息科学的学科包含了什么样的课程? 

以Rensselaer Polytechnic Institute(RPI)为例,以下是他们对本科生建议的选课表

可以看出来,在本科前两年的学习中,基础学科例如分子生物学、数学、物理、计算机、有机化学这些课程都是必须上的。也是掌握这门专业的基础。

这里插个题外话,RPI为了让学生更好地将课堂的知识运用到实践中,特地设置了Arch体制,分别为Summer Here和The World AwaySummer Here指的是学生在大二结束的暑期留校学习大三课程,随后的The World Away则允许学生在大三春季或者秋季到校外去实习、做实验或者是进行海外体验项目。

这样的机会和选择对于生物信息学这样实践性质很强的学科来说,无疑是十分宝贵的。

02 哪些学校有顶尖的 生物信息专业?

Stanford University 

斯坦福大学的生物信息学专业属于School of Medicine’s Biosciences Programs。斯坦福除了著名的教授资源之外,信息科学主要有两个非常出名的课程分别是Biomedical informatics和Computational biology。

前面一节课包含了生物信息学,临床信息学和公共健康信息学。第二节课适合那些对计算机特别感兴趣的学生,可以在斯坦福的计算机领域探索一番。

 

UC Berkeley

加州伯克利分校一直以它的教授资源和各种research opportunities出名。Adam Arkin是生物信息学领域的领头人物之一,他在计算生物学,生物信息学,基因学,生物组织工程学等各个领域都有极大的贡献。这也侧面显示了UCB的实力。

 

CMU

生物信息学在卡内基梅隆属于School of Computer Science,很有意思的一点就是卡内基梅隆的计算机世界闻名,所以它的生物信息学也是顶尖的。学生们不仅仅要完成必修课(包括计算机,machine learning,数学,统计,生物,化学,生物工程,信息管理等),一般在第一年之后还需要进入非常深度的研究。

 

Harvey Mudd College

Harvey Mudd虽然在国内知名度还不是那么高,但是在很多美国人心里,它在理工领域的地位无疑是顶尖的。虽然是文理学院,但是HMC提供给学生的资源并不少。生物信息学在这里属于Department of Computer Science。学校不仅仅提供了core classes帮助学生们确认方向,还offer很多interdisciplinary的研究机会。

03 关于申请生物信息科学专业?

实际上,生物信息科学专业美国大多数的院校都是设置在研究生阶段,本科阶段设置的学校相对较少,但是这不代表你不可以在本科阶段学习这个专业或者为此专业做准备。

例如在Cornell University,生物信息科学设置在Department ofComputational Biology的本科生页面就有对于本科的major或者concentration有详细的指导信息,为你将来进入生物信息学专业领域指明道路。

那么如果对生物信息专业感兴趣,高中期间可以做哪些准备呢?

高中课程:

在高中阶段,你需要做的是学习好生物、化学、数学等基础学科,最好是能够学习AP课程并拿好分数。

另外,在有条件的情况下,高中期间学习好Python, R, 或者bash也会对申请有用。另外,根据正在学习生物信息专业的学长学姐们描述,如果你不是想做你自己的软件或者tools的话,学习R语言更有用,因为它的data frame对生物信息很有用。而如果你是想要做自己的软件或者是tools的话,bash会很好用。虽然刚开始因为不熟悉可能要用很久琢磨,但用熟了以后非常便利。

课外活动:

由于这门专业与DNA、基因、医药学都有很大的关系,所以去一个相关的lab里实习来提高自己的经验对申请而言是一个很好的加分方法。有机会的话可以去看看关于癌症、influenza或者心脏疾病方面的research或者夏校来加深对这方面的知识。

04 生物信息学就业前景

生物信息学现在的需求是越来越高了,BioSpace评价bioinformatics为一个“Hot and sexy new fields to work in”。那么一个生物信息学的degree究竟可以干什么呢?

  • Individual Contributor

很多实验室都招收生物信息学家去帮助他们完成实验。在这一行的科学家可以自由选择自己感兴趣的领域和自己擅长的方向来contribute。

  • Core Facilities

很多医学机构都有Core Facilities。在这里工作的生物信息师们很多情况下不仅仅要掌握自己领域的知识,还更需要了解很多其他领域的知识,从而可以跟别的研究家一起合作。

  • Educators

在很多情况下,市场需要生物信息师在不同的education level下来教学bioinformatics。

一些生信博士可能会想继续追求自己感兴趣的领域,这种情况下,很多人会选择在大学教学,这样可以在有薪水的情况下继续利用各个大学的resources。

  • Software Developers

这些软件开发师更加偏向计算机方面,他们用生物信息知识来完善或者开发新的软件和technology来帮助医疗水平。这些开发师可以选择自己工作,也可以选择在实验室帮助实验的开发和完成。

 

写在最后:

人们相信随着生物信息科学的研究不断深入,它对于人类的作用必然会超越现有的生物和医学领域,进而会进一步推动统计、信息学、物理学、计算机科学等领域的发展。届时,生物信息学方面的人才需求会越来越大,发展前景也是更加可期的。

无论如何,交叉学科已经是变成社会发展的大趋势。在高中的你,一定要在学校和平时的社会实践中打好坚实的学术基础,将来无论遇到怎样的行业变迁或者挑战,都能从容应对!