​​​12-я Международная мультиконференция «Биоинформатика регуляции и структуры генома/системная биология» BGRS/SB-2020 (Bioinformatics of Genome Regulation and Structure/Systems Biology), организованная Институтом цитологии и генетики (ИЦиГ) Сибирского отделения РАН при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, собрала в этом году рекордное число участников. По мнению председателя совета РФФИ академика РАН В.Я. Панченко

«Решение о проведении конференции в дистанционном формате было единственной возможностью в сложившейся ситуации. Фонд мгновенно отреагировал на коронавирусные ограничения и объявил конкурс на лучшие проекты организации онлайн-конференций. Это позволило провести и данную конференцию. Форум, без преувеличения, оказался мирового уровня. Обсуждались актуальнейшие тематики – геномика и транскриптомика, биоинформатика и системная вычислительная биология, структурная биология и компьютерная фармакология, биоразнообразие, молекулярная эволюция и биоинформатика, биотехнологии: экспериментальные и компьютерные подходы, системная биология растений, а также системная биология старения. Дистанционная модель, позволила в нынешнем году привлечь ведущих ученых со всего мира, в том числе и тех, для кого приезд в Академгородок был бы проблематичным даже без ограничений, вызванных пандемией COVID-19. К настоящему времени уже многие конференции проводятся в онлайн режиме». 

Последние достижения в области биоинформатики и системной компьютерной биологии обсуждало более 700 ученых из России и еще 27 стран, включая Китай, США, Германию, Великобританию, Францию, Швецию, Беларусь, Болгарию, Чехию, Японию, Южную Корею, Вьетнам, Египет и другие. 

Конференции серии BGRS/SB проводятся уже более 20 лет и показали свою актуальность, как для зарубежных, так и для российских исследователей. 

Биоинформатика и системная компьютерная биология сталкиваются сегодня с нерешенной проблемой обработки больших массивов генетических данных. Согласно оценкам, сделанным в 2015 году к 2025 году скорость роста объема геномных данных может составить до 40 петабайт в год, и он значительно превысит объем данных, сгенерированных в астрономии и социальных сетях. 

Оказалось, что это прогноз реализовался раньше предсказанных сроков. Например, только одна организация - BROAD INSTITUTE (США) уже генерирует геномные данные объемом до ~ 7 петабайт в год (включая как первичные данные, так и аннотированные геномы). При этом, количество таких центров растет. Наблюдаемый информационный взрыв в генетике, в первую очередь, связан с появлением оборудования нового поколения, которое характеризуется очень низкой стоимостью секвенирования. 

Это чрезвычайно серьезная проблема, потому что скорость генерации геномных данных намного превышает возможности их компьютерного анализа. И это главная причина, почему многие геномные проекты обычно заканчиваются на этапе своей официальной сборки с очень поверхностной аннотацией (и часто даже без нее). 

Источником больших массивов геномных данных является множество научных областей. Но при всем всем многообразии решаемых задач все области имеют одну общую особенность, а именно – применение методов биоинформатики, системной компьютерной биологии, математики и современных информационных технологий для анализа и интерпретации получаемых генетических данных. 

Ключевой задачей биоинформатики и системной биологии является изучение структурно-функциональной организации, развития и эволюции живых систем. Закодированная в геномах информация, которая контролирует развитие и функционирование живых систем, реализуется на фенотипическом уровне через функционирование генных сетей. Реальная сложность генных сетей чрезвычайно высока, поскольку они могут задействовать в своем функционировании десятки, сотни и даже тысячи генов, а также гораздо большее количество белков и метаболитов распределяются в различных типах клеток и тканей. Именно поэтому необходимо изучать живые системы, используя широкий спектр современных высокопроизводительных методов, которые обеспечивают генерацию огромных объемов многопараметрических экспериментальных данных. Объем и сложность этих данных настолько огромны, что их понимание, интерпретация и, тем более, практическое применение невозможны без внедрения новых информационных технологий, эффективных методов анализа данных и компьютерного моделирования живых систем. 

В настоящее время происходит быстрое развитие новой биологии, основанной на тесной интеграции экспериментального и теоретического подходов к пониманию живых систем. Принципиальная схема этого подхода выглядит следующим образом: 

- Описание живых систем в базах данных; 

- Интеграция распределенных и разнородных экспериментальных данных о структурно-функциональной организации живых систем; 

- Масштабный биоинформатический анализ геномных и других типов экспериментальных данных; 

- Математическое моделирование живых систем на различных уровнях их структурной и функциональной организации; 

- Прогнозирование неизвестных свойств живых систем по данным, анализ и моделирование; 

- Планирование новых экспериментов для проверки результатов прогноза; 

- Проведение новых экспериментов и получение новых данных и знаний. 

Таким образом мы наблюдаем появление и быстрое развитие новой биологии, основанной на тесной интеграции экспериментального и теоретического подходов к пониманию живых систем. 

Научный руководитель ИЦиГ СО РАН академик РАН Н.А. Колчанов рассказал, что на конференции было сделано более двухсот устных докладов, проведена стендовая сессия с более чем 300 постерными докладами, прозвучало 18 пленарных лекций. 

«Конференцию мы специально сделали комбинированной, собрав в ней и экспериментаторов и теоретиков. Этот вариант является очень продуктивным. Еще одна идея заключалась в том, чтобы проводить ее как мультиконференцию. Обычно у нас рассматриваются традиционные тематики – компьютерная геномика, транскриптомика, протеомика, молекулярная эволюция. И каждые два года мы меняем набор экспериментальных конференций», - рассказал Николай Колчанов

В этом году предполагалось, что все пойдет по традиционной схеме. Однако к марту, когда уже было зарегистрировано несколько сот участников, прислано большое количество тезисов, стало понятно, что живого общения в условиях коронавирусных ограничений не получится. 

«У нас возник концептуальный кризис», - поделился академик Колчанов - «Было понятно, что на фоне пандемии мы не можем проводить конференцию в традиционном варианте». ​

Тем не менее, отказываться от проведения мероприятия или переносить его организаторы категорически не стали. Общая идея конференции BGRS/SB – применение IT методов в науке, и именно эта же идея в жизни стала выходом из сложившейся ситуации. Конференция была проведена в сотрудничестве с новосибирской компанией, которая занимается трансляцией больших потоков информации на массовую аудиторию. 

«Мы решили реализовать гибридную систему», - рассказал Николай Колчанов. «Было разработано два формата конференции. Некоторые очень важные и достойные лекции, которые читали самые крупные специалисты, мы давали слушать всем. На эти лекции собиралось по нескольку тысяч слушателей. Технологию отработали перед конференцией, и она позволила работать параллельно. В результате сложилась практика, когда мы одновременно – параллельно – проводили сразу несколько симпозиумов или секций. Каждый день шло три или четыре секции. Одни завершались, начинались другие. Нам нужно было реализовать схему параллельного проведения тематических симпозиумов и секций ситуацию в дистанционном формате. Были созданы виртуальные конференц-залы, в каждом зале была своя научная программа. Любой участник мог свободно перейти из одного виртуального зала в другой. Во время очной конференции это сделать сложнее, т.к. неудобно заходить в аудиторию во время доклада. А тут можно было параллельно следить за основным докладом и смотреть другие секции», - подчеркнул академик.​ 

Техническая реализация проекта «онлайн-конференция BGRS/SB-2020» потребовала серьезного скрининга существующих на рынке технологий по передаче аудио-видео-данных. Было опробовано более 13 систем и платформ видеоконференцсвязи, оценивалось множество параметров, главными из которых были производительность, удобство использования и соотношение цены-качества. В итоге было решено остановиться на связке Zoom+Facecast с трансляцией на платформу компании партнера (СampuZ) и пленарных докладов на YouTube. Этот выбор был основан на том, что в связи с пандемией Zoom получил широкое распространение и с высокой долей вероятности знаком многим участникам конференции. А это немаловажно при использовании новых непривычных форм общения и позволяет сократить временные и трудовые затраты на обучение докладчиков работе в онлайн-режиме. Facecast обладает широкими возможностями по управлению видеоконтентом и позволяет гибко управлять доступом пользователей к контенту, включая авторизованный доступ. Важным обстоятельством выбора Facecast послужила возможность смешивания аудио-потоков для трансляции синхронного перевода. Впоследствии организаторам такая возможность не понадобилась (так как рабочий язык конференции - английский), но в будущем может пригодиться. Немногие платформы могут предложить подобный функционал. Используя аппаратные решения Facecast можно обеспечить трансляции контента по всему миру с гарантированной доставкой видео, защищенного контента. Для проведения конференции на мировом уровне востребованы ключевые характеристики трансляций Facecast, такие как сбор контактов, перемотка и предпросмотр, проведение опросов прямо в плеере, чат со зрителями, трансляции с переводом, доступ по паролю, рестрим, свой дизайн плеера, защита от копирования, мультикамерные трансляции и т.д. Каждая из платформ (составных частей трансляции) позволяет получать свою статистику по видеоконтенту, трафику, количеству участников и другим параметрам, которые являются важными индикаторами для онлайн-конференций, используемыми при отчетности по ним. 

Каждую секцию или симпозиум, при проведении которых её председатель подключался дистанционно (из другого города или страны), поддерживал сопредседатель из ИЦиГ, что гарантировало от технических сбоев в связи. Таких моментов были единицы, но организаторы конференции должны были их предусмотреть и сделать всё, чтобы это никак не отразилось на ходе конференции. Поэтому для обеспечения прочтения докладов и ведения секций и симпозиумов необходимо было оборудовать рабочие места. Для этого было закуплено мультимедийное и компьютерное оборудование обеспечивающее высокое качество изображения (не менее 720P), которое в дальнейшем также будет использоваться для проведения онлайн-мероприятий. Для склейки разнообразного видео-контента была приглашена компания-партнер (ВидеоПрофи) – профессионалы в сфере проведения онлайн-трансляций и телемостов. Необходимо было в трансляции Facecast и YouTube выдавать доклады конференции из Zoom, постерные доклады и рекламу спонсоров по четкому расписанию, согласно программе. С учетом того, что конференция, за исключением первого дня, шла в четыре параллельных потока – в ИЦиГ было оборудовано четыре помещения, в каждом из которых работало по команде специалистов: кто-то общался с докладчиками в Zoom, готовя их к прямому эфиру, кто-то транслировал видеопоток из Zoom в Facecast и YouTube, кто-то собирал вопросы в чате для того, чтобы передать их председателю секции для общения после доклада с докладчиками, кто-то вел секцию и т.д. 

Важным аспектом в процессе подготовки к конференции была подготовка самих докладчиков к прочтению онлайн докладов. Для этого за месяц до начала конференции оргкомитет разослал участникам инструкции по подключению к Zoom и осуществлению онлайн-доклада. После этого было проведено несколько тестовых предконференционных сеансов в разные дни, в течение которых докладчики подключались к Zoom, а представители оргкомитета показывали им, как и когда запускать презентации, в какой момент начинать говорить и т.д. То есть организаторы готовили выступающих к онлайн докладу и по ходу дела отвечали на все интересующие вопросы по техническому процессу проведения онлайн-конференции. Была проведена колоссальная организационная работа, которая в итоге привела к успешно проведенной конференции. 

«Наши сотрудники поискали, какие сейчас крупные конференции проходят в этом году по биологии. И оказалось, что большинство научных форумов в мире заблокированы. Единственной крупной конференцией в области биоинформатики и системной компьютерной биологии стала BGRS/SB-2020. Поэтому я считаю, что мы получили великолепный опыт. Было не очевидно, что все это получится. В результате получилось хорошее дело. Главный вывод, который мы сделали – в будущем, даже когда ситуация нормализуется, целесообразно будет проводить гибридные конференции. Это резко повысит их эффективность. То, что РФФИ поддержал нас, здорово! Да, был проведен эксперимент, и он оказался очень удачным», - заключил Колчанов. ​

Источники

РФФИ расширяет границы сотрудничества
Российский фонд фундаментальных исследований (rfbr.ru), 15/07/2020

Похожие новости

  • 08/07/2020

    Ученые обсуждают вопросы биоинформатики и системной биологии на мультиконференции

    ​В ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» в дистанционном формате проходит XII Международная мультиконференция по биоинформатике регуляции и структуры геномов и системной биологии BGRS/SB-2020. Ученые и исследователи взаимодействуют друг с другом, используя современные средства интернет-связи, а на официальном сайте конференции ведется прямая трансляция всех мероприятий.
    1221
  • 19/09/2019

    Союз биологии и математики

    ​​Биоинформатика – одно из самых динамично развивающихся направлений современной науки. И новосибирский Академгородок принимает в этом процессе самое активное участие. Именно здесь, еще в прошлом веке сформировалась одна из ведущих мировых школ математической биологии, из которой впоследствии и «выросла» биоинформатика.
    573
  • 15/07/2020

    XII Международная мультиконференция «Биоинформатика и системная биология» (BGRS/SB-2020) - шаг к развитию международного научного сотрудничества

    ​С 6 по 10 июля в Новосибирске проходила XII Международная мультиконференция «Биоинформатика и системная биология» (BGRS/SB-2020). На протяжении недели более 600 ученых со всего мира обсуждали свежие достижения в ряде научных дисциплин – биоинформатике, биомедицине, микробиологии, геронтологии и др.
    1045
  • 02/03/2020

    В ИВМиМГ СО РАН пройдет междисциплинарный семинар по биоинформатике и системной компьютерной биологии

    ​4 марта 2020 года в Институте вычислительной математики и математической геофизики СО РАН состоится заседание "Междисциплинарного научного семинара по биоинформатике и системной компьютерной биологии".
    798
  • 14/02/2019

    Международная конференция «Актуальные проблемы вычислительной и прикладной математики 2019» (АПВПМ-19)

    С 1 по 5 июля 2019 года в Новосибирском Академгородке в рамках "Марчуковских научных чтений" состоится Международная конференция "Актуальные проблемы вычислительной и прикладной математики - 2019.
    1698
  • 13/07/2018

    Новосибирские ученые предложили создать Национальный центр генетических технологий

    ​ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» выступил с инициативой создания Национального центра генетических технологий. Как рассказал избранный директор ФИЦ ИЦиГ СО РАН член-корреспондент РАН Алексей Владимирович Кочетов, проект ЦГТ нацелен на решение сразу нескольких стратегических задач: «Прежде всего, мы хотим на одной площадке получить полный набор современных исследовательских технологий, обеспечивающий возможность фундаментального изучения генетических систем и процессов человека, животных, растений и микроорганизмов на базовых иерархических уровнях организации живых систем: молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом, организменном, популяционном, экосистемном».
    2009
  • 08/11/2019

    Вернуть утраченное: как клетки растений реагируют на повреждения

    Российская исследовательница вместе с сингапурским коллегой обобщили данные о регенерации тканей у растений на уровне отдельных клеток. Ученые отмечают, что благодаря современным технологиям появились наблюдения о том, что восстановление может происходить не только за счет стволовых клеток, но и благодаря ассиметричному (регенеративному) делению других типов клеток, находящихся вокруг поврежденной зоны.
    992
  • 27/10/2016

    Несколько институтов СО РАН объединятся

    ​К Федеральному исследовательскому центру Институт цитологии и генетики СО РАН присоединяются НИИ терапии и профилактической медицины и НИИ клинической и экспериментальной лимфологии бывшего СО РАМН, а также управляющее учреждение "Сибирское отделение медицинских наук".
    1749
  • 28/04/2018

    Takeda и Институт цитологии и генетики СО РАН запустят базу биомедицинских данных

    ​Японская фармкомпания Takeda и Институт цитологии и генетики (ИЦиГ) Сибирского отделения РАН объявили о завершении работы над совместным проектом - интегрированной базой биомедицинских данных. В нее будут стекаться данные научных исследований, механизмы патологий и результаты лечения, которые компания планирует использовать для разработки новых лекарств.
    1365
  • 08/04/2017

    ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН и Алтайский государственный университет подписали соглашение о сотрудничестве

    Документ был подписан во время совместного совещания, прошедшего в ИЦИГ СО РАН, в котором приняла участие большая делегация из Барнаула во главе с ректором АлтГУ Сергеем Землюковым. Открывая совещание, директор ИЦИГ СО РАН академик Николай Колчанов отметил: — Барнаул является нашим ближайшим соседом среди областных центров.
    2321