Apolo

Atividade

67798 - Exploring the NCI-60 Pharmacogenomics Dataset at the CellMiner Platform

Período da turma:

18/01/2016 a 22/01/2016

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Descrição:

Histórico da instituição

O Instituto de Ciências Biomédicas dedica-se ao ensino e à pesquisa nas áreas básicas da saúde. Possui sete departamentos: Anatomia, Biologia Celular e do Desenvolvimento, Farmacologia, Fisiologia e Biofísica, Imunologia, Microbiologia e Parasitologia. O ICB é responsável por ministrar disciplinas pertencentes ao ciclo inicial obrigatório dos cursos de graduação de Medicina, Farmácia e Bioquímica, Medicina Veterinária e Zootecnia, Odontologia, Educação Física, Esporte, Enfermagem, Nutrição, Fisioterapia, Fonoaudiologia, Terapia Ocupacional, Ciências Biológicas, Psicologia, Oceanografia, Química, Matemática Aplicada e Computação, Engenharia Ambiental, Ciências Fundamentais da Saúde, Ciências Moleculares e Ciências Biomédicas.
O ICB agrega 8 programas de Pós-graduação que oferecem mais de 100 disciplinas de pós-graduação para mais de 1200 pós-graduandos. Neste sentido, o ICB possui uma ampla infraestrutura de pesquisa para a execução de projetos em diversas áreas das ciências biomédicas e medicina e assim permitindo a formação de profissionais da mais alta competência e capacidade para o ensino e pesquisa.

Concepção do programa

Estamos diante de uma nova era nas ciências da vida. As técnicas de sequenciamento de DNA, espectroscopia de massa, microscopia e citometria tornaram-se mais acessíveis e precisas. Hoje podemos isolar células e obter rapidamente a composição de milhares de genes (genoma, exoma e transcriptoma), proteínas e outras biomoléculas, tais como intermediários metabólicos (metabolômica), açucares, lipídeos e miRNA usando múltiplas plataformas tecnológicas. O desenvolvimento e uso de métodos de bioinformática para apoiar a análise do sequenciamento de DNA e proteínas tornaram-se um gargalo crítico para muitos pesquisadores e organizações que desejam fazer uso destas novas tecnologias. Assim, vários software de visualização e análise de dados biológicos em larga escala foram criados e disponibilizados via web. A instalação e uso de novas ferramentas de bioinformática permitirá aos pesquisadores da Universidade de São Paulo criar, aperfeiçoar, compartilhar e reproduzir sua própria análise bioinformática - usando diferentes navegadores de acesso a servidores públicos ou recursos locais de computação e de infraestruturas de computação em nuvem da USP (https://nuvem.uspdigital.usp.br/).
Este é um enorme desafio e requer esforços significativos que vão muito além da capacidade de qualquer grupo de pesquisa atuando isoladamente. Neste sentido, um grupo de professores e pesquisadores do ICB se uniu para realizar cursos avançados de bioinformática que contará com a participação de vários colegas do ICB e outros departamentos da USP que trabalham com dados de sequência em grande escala, podem executar a plataforma a distância e analisar suas próprias pesquisas. A participação de bioinformatas e especialistas contribuirá para introduzir e aprimorar os nossos conhecimento e recursos de computação e informática na pesquisa básica. A instalação destas plataformas de análise em grande escala em nossa instituição e formação de estudantes e técnicos trará grandes benefícios para toda a comunidade e um enorme salto qualitativo nas nossas pesquisas.

Público Alvo

Estudantes de graduação, pós-graduação, jovens cientistas e profissionais da área.

Metodologia

Aulas teóricas/práticas, palestras, seminários e apresentação de pôsteres.
As aulas teóricas e práticas em bioinformática serão ministradas em inglês e contarão com o apoio de laptop/PC ligado a servidor próprio oferecido pela instituição e/ou dos alunos.

Infraestrutura física

O curso será realizado nas dependências do ICB-IV. Os alunos e professores utilizarão 2 anfiteatros e 1 laboratório que conta com computadores e servidores dedicados à análise de bioinformática para aulas teóricas e práticas.

Interdisciplinaridade

O curso será oferecido aos alunos de graduação, pós-graduação das unidades da USP e de outras instituições.

Conteúdo Programático (Programa Preliminar)

Overview

The workshop will consist of topics on the exploration of major pharmacogenomics dataset projects related to cancer and pathway analysis that I am involved in developing or maintaining.

The first set of topics will discuss the datasets and their programming interfaces, the second analysis of this data advanced algorithms, and third sharing this work using web applications.
Topics

18 Jan 2016 - 19 Jan 2016
A) DATASETS
- Introduction to CellMiner, the NCI-60 Pharmacogenomics Dataset
- Drug response and molecular profiling data in CellMiner
- Exploration and visualization of CellMiner data using the RCellMiner R package
- Introduction to CBioPortal, the MSKCC platform for large-scale cancer genomics datasets
- Example: The Cancer Genome Atlas (TCGA) datasets
- CBioPortal REST Web API
- cgdsr R Package
- Introduction to Pathway Commons, an aggregated database for human pathway data
- Pathway Commons REST Web API
- PaxtoolsR: R package

20 Jan 2016
B) ANALYSIS
- Datamining of CellMiner, CBioPortal, and Pathway Commons using R
- Algorithms: Elastic Net, Random Forest, and SVM
- Discussion on recent published work: Alterations of DNA repair genes in the NCI-60 cell lines and their predictive value for anticancer drug activity
- Pathway analysis using Pathway Commons data
- Data overlay and network visualization strategies
- Topological gene set enrichment analysis

21 Jan 2016 - 22 Jan 2016
C) SHARING
- Sharing Research Data and Results using Web Applications
- R Shiny
- Python Spyre
- Simplified web application deployment using Docker application containers
- Introduction to Docker as a container for application dependencies
- Deployment on cloud providers (e.g. Amazon Web Services, Google Cloud, and Linode)
- Automatic Docker container re-deployment triggered by code repository commits

Coordenação/Corpo Docente

Prof. Dr. Augustin Luna, Computational Biology Center, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, NY, USA - professor convidado;

Prof. Dr. Fabrício Garmus Sousa, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS), Cuiabá, MT - professor convidado;

Prof. Dr. José Ernesto Belizário, Departamento de Farmacologia, Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB/USP) - coordenador.

Período de Realização
18 a 22 de janeiro de 2016.

Carga Horária
40 horas

Sistema de avaliação

Apresentação de um projeto de pesquisa na área de bioinformática e frequência mínima de 85%.

Curso Gratuito

Referências Bibliográficas

Belizario JE (2013). The humankind genome: from genetic diversity to the origins of human diseases. Genome 56: 705–716 (2013) dx.doi.org/10.1139/gen-2013-0125.

Lynch, M (2010). Rate, molecular spectrum, and consequences of human mutation. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107(3): 961-968. doi/10.1073/pnas.0912629107.

Mardis ER (2011). A decade’s perspective on DNA sequencing technology. Nature, 470: 198-203. doi:10.1038/nature09796.

Reinhold WC, Sunshine M, Liu H, Varma C, Kohn KW, Morris J, Doroshow J, Pommier Y (2012). CellMiner: A Web-Based Suite of Genomic and Pharmacologic Tools to Explore Transcript and Drug Patterns in the NCI-60 Cell Line Set. Cancer Res; 72(14): 3499–511.

The 1000 Genomes Project Consortium (2010). A map of human genome variation from population-scale sequencing. Nature, 467: 1061-1073. doi:10.1038/nature09534.

The 1000 Genome Project Consortium (2012). An integrated map of genetic variation from 1,092 human genomes. Nature, 491: 56-65. doi:10.1038/nature11632.

The ENCODE Project Consortium (2012). An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome. Nature, 489: 57-74. doi:10.1038/nature11247.

Carga Horária:

40 horas

Tipo:

Obrigatória

Vagas oferecidas:

Ministrantes:

Augustin Luna
Fabrício Garmus Sousa
Jose Ernesto Belizario

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