Образовательная программа по вычислительной биологии ускорит разработку новых лекарств

 3031

Образовательная программа по вычислительной биологии ускорит разработку новых лекарств
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ) разработал дополнительную профессиональную образовательную программу повышения квалификации в области вычислительной биологии. Заказчиком и технологическим партнером при формировании программы выступило ЗАО «БИОКАД» – одна из крупнейших биотехнологических международных инновационных компаний России, объединившей научно-исследовательские центры мирового уровня, современное фармацевтическое и биотехнологическое производство, доклинические и клинические исследования. Поддержку оказал Фонд инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО. К разработке привлекались также специалисты Санкт-Петербургского государственного университета, Федерального университета «ИТМО», компании JetBrains и Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Потребность в повышении квалификации сотрудников объяснил директор департамента вычислительной биологии BIOCAD Павел Яковлев. По его словам, в области точного органического синтеза есть барьер между вычислительными методами и тем, что реально в лаборатории могут синтезировать. Так, в последние 20 лет появились продвинутые вычислительные методы, позволяющие создавать молекулы, которые обеспечивали бы взаимодействие с конкретными белками. Проблема в том, что создать такие молекулы в промышленных условиях часто оказывается либо невозможно, либо слишком дорого. «Решать задачу нужно с двух сторон: дизайнить такие молекулы, которые физики смогут синтезировать. И здесь не обойтись без машинного обучения, так как все расчеты основаны на квантовой химии, и даже с использованием квантово-химической симуляции реально обсчитать можно не более десяти молекул в неделю, - пояснил Павел Яковлев - И одновременно, надо научить химиков синтезировать нужные молекулы из тех базовых блоков, которые есть в их распоряжении».

В мире все активнее развивается направление, близкое к математическому моделированию как альтернативе клиническим исследованиям. «Нам важно знать, как препарат распространяется по организму человека и как оказывает на него свой специфический эффект. При клинических исследованиях мы вынуждены опираться на выявленные в результате взятия анализов отдельные показатели, закладывая их в дифференциальные уравнения. Но иногда эти простые модели не могут описать поведение тех или иных препаратов в организме. Их концентрации могут после периода некоторого снижения начать повышаться, и только затем падать вновь: препарат уходит из плазмы крови в клетки организма, а затем возвращается обратно. Это требует разработки совершенно новых моделей», - рассказал Павел Яковлев о задачах, которыми придется заниматься специалистам, повысившим квалификацию.

«Основные наши компетенции, которые мы передаем специалистам BIOCAD, - это алгоритмические основы биоинформатики, создание и сопровождение программных продуктов, сбор и анализ данных, машинное обучение с использованием нейронных сетей», - пояснил руководитель коллектива разработчиков программы, профессор, декан факультета Санкт-Петербургской школы физико-математических и компьютерных наук НИУ ВШЭ Александр Омельченко. При этом разработчикам пришлось изучить специфику задач, язык и алгоритмы, с которыми работает компания BIOCAD.

ВШЭ в Санкт-Петербурге договорилась с BIOCAD, что все совместные наработки будут положены в основу корпоративной магистерской программы. Уже в следующем году программа может стать частью образовательного трека для студентов ВШЭ. Не исключено, что в 2021 году появится совместная с BIOCAD магистратура. Компания заинтересована в создании постоянно действующего механизма воспроизводства квалифицированных кадров. «С магистерской программы мы можем забирать к себе в компанию минимум по пять человек в год», - заверил Павел Яковлев.

Сотрудничество BIOCAD, часть производственных мощностей и R&D-подразделения которого расположены в поселке Стрельна Петродворцового района Санкт-Петербурга, с ВШЭ полностью поддержал заместитель директора образовательных проектов и программ Фонда Станислав Нисимов, обратив внимание на большие перспективы развития полученных наработок: «Спрос на биомоделирование существенный, в том числе, например, в аграрном секторе. Модули машинного обучения и анализа больших данных обязательно будут востребованы в самых разных секторах, в том числе в нефтедобыче».

Ключевые слова: BIOCAD НИУ ВШЭ



Последние новости

 

Важно, интересно, полезно