Z organizatorkami – dr inż. Natalią Ryczek, dr Joanną Ciomborowską-Basheer oraz Elżbietą Wanowską z Wydziału Biologii UAM – rozmawiamy o rozpoczynającej się właśnie Poznańskiej Letniej Szkoły Bioinformatyki.
Czy mogłaby Pani opowiedzieć, czym jest Poznańska Letnia Szkoła Bioinformatyki?
Elżbieta Wanowska: Najprościej mówiąc, to wydarzenie z zakresu bioinformatyki, które łączy wiedzę teoretyczną z intensywnym treningiem praktycznym. Każda edycja szkoły ma swój unikalny temat przewodni – nie powtarzamy programów, dlatego uczestnicy za każdym razem zdobywają nowe umiejętności. Tematem tegorocznej edycji jest: Oxford Nanopore sequencing: data analysis and applications.
Nasza szkoła jest adresowana do studentów, doktorantów oraz naukowców na różnych etapach kariery – zarówno z Polski, jak i z zagranicy. Świadomie utrzymujemy kameralny charakter spotkań – liczba uczestników nie przekracza 30 osób. Dzięki temu każdy ma bezpośredni kontakt z prowadzącymi, a my zapewniamy odpowiednie warunki techniczne, zwłaszcza w pracowni komputerowej, gdzie odbywa się część praktyczna.
Tak jak wspomniałam, formuła szkoły łączy wykłady z zajęciami praktycznymi. Zapraszamy do Poznania ekspertów z całego świata, a także z Polski, którzy dzielą się swoją wiedzą i doświadczeniem w zakresie nowoczesnych narzędzi bioinformatycznych. Po wykładach uczestnicy analizują dane, pracują w dedykowanych do tego środowiskach i uczą się narzędzi zgodnych z tematem danej edycji. To właśnie dlatego nazywamy to szkołą bioinformatyki – ponieważ zdobyta wiedza jest od razu przekładana na konkretne umiejętności analityczne.
Joanna Ciomborowska-Basheer: Warto jeszcze dodać, że w tym roku odbywa się już XV edycja tego wydarzenia, a pomysł powstał w 2002 roku podczas wizyty prof. Artura Jarmołowskiego u Państwa Makałowskich, pracujących wówczas na Uniwersytecie Stanowym Pennsylwanii w USA. Bioinformatyka była wówczas w Polsce ciągle „w powijakach”, nie było w zasadzie edukacji w tym kierunku. Po powrocie z USA prof. Jarmołowski wraz z prof. Zofią Szweykowską – Kulińską, która przez pierwsze lata pełniła funkcję przewodniczącej komitetu organizacyjnego, od razu rozpoczęli działania w kierunku organizacji Poznańskiej Letniej Szkoły Bioinformatyki i już w lipcu 2002 (dokładnie w dniach 8-12 lipca) odbyła się pierwsza edycja. Państwo Makałowscy przyjechali z USA jako wykładowcy, podobnie było w kolejnych latach. Naturalną konsekwencją było powstanie na Wydziale Biologii UAM pierwszej specjalności „bioinformatyka” z odrębną rekrutacją. Studia ruszyły w roku akademickim 2003/2004, a więc już w rok po pierwszej edycji szkoły.
Pani prof. Izabela Makałowska – obecna dyrektorka Instytutu Biologii i Ewolucji Człowieka, a zarazem absolwentka Wydziału Biologii, po powrocie do Poznania na stałe z jeszcze większym entuzjazmem i zaangażowaniem organizowała z naszą pomocą kolejne warsztaty, które za każdym razem byłyby intensywnym, praktycznym kursem bioinformatyki, ale też wspaniałą okazją do integracji środowiska naukowego zainteresowanego tą tematyką. Obecnie nad organizacją szkoły pracujemy my – dr inż. Natalia Ryczek, dr Elżbieta Wanowska i ja. Przewodniczącym komitetu organizacyjnego jest nasz kolega, prof. Michał Szcześniak, który niestety nie mógł dziś do nas dołączyć. Prof. Makałowska, mimo że przekazała nam część obowiązków organizacyjnych, wciąż aktywnie współtworzy program, proponuje tematy kolejnych edycji i zaprasza gości.
Wspomniały Panie, że szkoła jest skierowana do studentów i doktorantów z całego świata. Kto zatem będzie w niej uczestniczył w tym roku?
Elżbieta Wanowska: Tak, rzeczywiście nasza szkoła ma charakter międzynarodowy. W tym roku gościmy uczestników z Iranu, Bułgarii, Pakistanu, Libii, Boliwii, Indonezji i oczywiście z Polski. Reprezentują oni przede wszystkim polskie uczelnie i instytucje badawcze. Pewnym novum tegorocznej edycji jest udział osób z branży farmaceutycznej i diagnostycznej. Do udziału zachęcił ich temat tegorocznej szkoły, a więc technologia Oxford Nanopore, która obecnie cieszy się dużym zainteresowaniem. Warto też wspomnieć, że w gronie tegorocznych wykładowców mamy ekspertów bezpośrednio z firmy Oxford Nanopore Technologies, jak i wybitnych naukowców stosujących na co dzień te nowe metody sekwencjonowania i analizy danych.
Dlaczego technologia Oxford Nanopore budzi tak duże zainteresowanie?
Dr inż. Natalia Ryczek: Technologia Oxford Nanopore uznawana jest obecnie za jedno z najbardziej innowacyjnych i dynamicznie rozwijających się narzędzi w dziedzinie sekwencjonowania. Opiera się na bardzo ciekawym mechanizmie: cząsteczka DNA lub RNA przechodzi przez mikroskopijny otwór – tzw. nanopor – umieszczony w membranie. W trakcie tego procesu dochodzi do zmian w przepływie prądu elektrycznego, a każda zasada azotowa (A, T, C, G lub U – w przypadku RNA) wywołuje charakterystyczne zaburzenie sygnału. Na podstawie tych sygnałów urządzenie odczytuje sekwencję cząsteczki w czasie rzeczywistym.
To, co wyróżnia tę technologię, to możliwość bezpośredniego sekwencjonowania DNA lub RNA – bez konieczności wcześniejszego kopiowania materiału. Kolejną ogromną zaletą są tzw. długie odczyty, które umożliwiają analizę bardzo długich fragmentów DNA czy RNA, co znacząco ułatwia pracę z materiałem o złożonej strukturze. Co więcej, urządzenia Nanopore są przenośne i bardzo łatwe w obsłudze, można je podłączyć do laptopa. Dzięki temu możliwe jest prowadzenie analiz nie tylko w laboratorium, ale także w terenie, w trudnych warunkach klimatycznych, a nawet w miejscach oddalonych od infrastruktury badawczej. To daje ogromną swobodę działania.
Jakie zastosowanie ma sekwencjonowanie nanoporowe?
Dr inż. Natalia Ryczek: Technologia Nanopore wykorzystywana jest zarówno w badaniach podstawowych, jak i w praktyce – do szybkiej identyfikacji patogenów czy diagnostyki chorób genetycznych. Odegrała też ważną rolę w czasie pandemii COVID-19, umożliwiając szybkie sekwencjonowanie wirusa w różnych częściach świata, również w warunkach polowych. Sprawdza się także w onkologii, badaniach mikrobiomu, analizach środowiskowych, w rolnictwie i weterynarii. Bardzo ciekawym obszarem rozwoju jest medycyna personalizowana, gdzie Nanopore pozwala tworzyć indywidualne profile genetyczne pacjentów i dostosowywać terapie do ich potrzeb.
Jak wspomniała już koleżanka, technologia ta jest wykorzystywana nie tylko przez naukowców, ale także przez praktyków – np. przez firmy z pogranicza farmacji, biologii molekularnej i diagnostyki. Z tego, co wiemy, także w przemyśle – np. Kompania Piwowarska sięga po to rozwiązanie w swoich analizach.
A co konkretnie uczestnicy tegorocznej edycji będą badać?
To, czym dokładnie będziemy się zajmować podczas warsztatów, w dużej mierze zależy od zaproszonych prowadzących. My jako organizatorzy nie narzucamy konkretnego zestawu analiz – program zawsze kształtuje się wokół specjalizacji naszych gości. Na pewno w tym roku dużą rolę odegrają analizy z zakresu metagenomiki, czyli badania składu mikrobioty – zarówno tej związanej z człowiekiem, jak i ze środowiskiem. Uczestnicy dowiedzą się, jak analizować próbki środowiskowe i jak określać, jakie mikroorganizmy występują w glebie, wodzie czy florze jelitowej.
Drugim ważnym wątkiem będzie tematyka modyfikacji chemicznych RNA – zaprosiliśmy specjalistę, który zajmuje się właśnie tą dziedziną i poprowadzi warsztaty w tym zakresie. Nie zabraknie również pracy z wariantami genomowymi – szczególny nacisk położony będzie na analizę RNA i DNA z wykorzystaniem technologii Nanopore. Wszystko to odbywa się z wykorzystaniem rzeczywistych danych, dzięki czemu uczestnicy mają szansę nie tylko poznać teoretyczne podstawy, ale też zdobyć bardzo konkretne, praktyczne umiejętności analityczne.
