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第二届武汉地区高校“菲沙杯”生物信息项目设计大赛方案

日期:2015年10月12日 14:08

  一、大赛背景

  2014年9-12月,武汉菲沙基因信息有限公司与华中农业大学联合发起的第一届“菲沙杯”生物信息项目设计大赛在华中农业大学成功举办,为华中农业大学生科院建院二十周年献上了一份礼物。比赛历经四个月时间,吸引了华中农业大学近150名本科、硕士和博士生参赛,并获得武汉大学、华中科技大学、中科院水生生物研究所等单位的大力支持,获得了社会各界的广泛关注。

  第二届“菲沙杯”大赛,主办方希望在第一届的基础上扩大影响范围并提高奖励额度,武汉市的高校及科研院所学生均可报名参赛。期望能通过本次大赛,加强武汉市高校间交流与合作,促进大学生对于生物学相关知识的学习、实践能力及创新能力的培养,加快创新型人才培养。

  二、大赛描述

  基因组技术正在飞速发展,在渗透包括医学、农学、林学、环境科学等应用领域,在促成一个比以计算机技术为核心的信息科学更为宏伟的产业革命。生物信息学技术伴随着基因组技术的发展而产生,为基因组技术的成功开发和应用提供了保证。生物信息学技术将是新一代基因组技术产业的必备技能。

  菲沙基因举办该项活动的目的是为武汉市在读本科生、硕士生、博士生提供一个设计生物信息分析方案的实战机会。我们希望通过这个活动,鼓励学生了解生物科学和计算机科学的前沿进展,体验基因组学、生物信息学的广阔的应用前景。第二届菲沙杯生物信息方案设计大赛的重点是考验参赛者对基因组学和生物信息学领域的了解,对前沿和尖端技术的掌握,特别是对各种基因组学技术和生物信息学技术的优势和不足的适当理解,设计出高效合理的实施方案。大赛期望参赛者通过查阅文献,了解基因组学的理论和方法,充分发挥创造性思维,提出独到的有创意的方案,来解决现实世界的生物学问题。

  三、参赛规则

  每个团队都是一个全新的未来超级科学家小组,参赛人员自由招募3人的组合(可以跨学校、跨学院),共同解决问题。在设计方案时,可以假设你们拥有足够的经费、足够的分析资源(计算机)、时间和工作人员,针一个问题,设计方案,解决问题。但是,组委会鼓励团队合理使用经费和资源。每个团队在组委会提供的大赛题目中,选择一到两个问题报名,由组委会审核、最终决定一个问题进行参赛。

  四、大赛题目

  本次大赛设置三个选题,每支参赛队伍可自由选择一个问题提出解决方案,包括详细的流程、方法、其方法的目的、预计所得到的结果,以及对结果的质量控制和解读。

  大赛题目一:考核复杂基因组的组装和突变的寻找

  某育种专家长期研究农作物A有深入研究,最近他计划利用化学诱变方法产生5000株突变体,期望寻找决定农作物产量的基因。育种专家面临的第一个问题是现在还没有A的参考基因组。根据他掌握的信息,A基因组大约有5Gbp,是一个二倍体,具有较高的杂合度。

  任务:

  (1)请帮助育种专家设计一个方案获得农作物A的参考基因组。为了辅助获得高质量的参考基因组,你还需要设计实验判断基因组的大小(是否的确是5Gbp),倍数(是否的确是二倍体)和杂合度(到底杂合度有多高)。

  (2)育种专家希望寻找5000株突变体中每个突变株基因组中的突变,包括大型缺失、大型插入、小型缺失、小型插入、以及单碱基突变。请帮助育种专家设计一个基因组测序计划和生物信息学分析方案。

  (3)判断各种突变对A基因组中蛋白质编码基因的功能影响,并分析受突变基因与突变株性状之间的相互关系,为遗传育种服务。

  大赛题目二:考核基因组复杂区域的测序和DNA修饰分析

  某遗传学家通过多年的研究人类遗传病,寻找到一个决定某种遗传病的基因位点B。虽然位点B只有5Mbp大小,具有10个蛋白质编码基因,但是初步分析发现其组成异常复杂,具有高度重复序列,既有简单重复,又有片段重复(segmentalduplication)。遗传学家还了解到此区间有异乎寻常的DNA甲基化现象。遗传学家计划比较分析500此种遗传病患者和500位正常人的基因位点B。

  任务:

  (1)请帮助遗传学家设计一个研究方案,寻找基因位点B的变异,并判断哪些变异导致了这个遗传疾病;

  (2)分析位点B的DNA甲基化状况,并判断DNA甲基化对这个遗传病形成的贡献。

  大赛题目三:考察宏基因组

  某环境专家长期观察跟踪武汉市某湖泊C的水质变化。近年来,他发现每逢夏天C湖水突然变得特别混浊,并伴有不良的气味产生,有藻华形成的征兆,影响C湖泊周边居民的饮用水,C湖中水生生物的生存,并严重损害其旅游价值。由此,当地政府立专项委托环境专家研究C湖泊环境变化的原因,并拟出有针对性的治理计划。

  任务:

  (1)环境专家拟系统调查C湖水中浮游生物(包括浮游藻类和浮游微生物,既有真核生物,也有原核生物)的组成和季节性变化。根据环境专家的经验,湖水中的很多浮游生物个体很小,利用显微镜很难分类和计数,而其也没有办法培养。请帮助环境专家设计一个研究方案,研究C湖水中浮游生物的组成和季节性变化,并判断是否有藻华产生,如果有,是由哪些浮游生物物种主导?

  (2)环境专家已经收集并将继续收集C湖水的各种理化因子的季节性数据,包括湖水的温度以及各种营养成分(包括有机氮,有机碳,有机磷等)的季节性变化,也收集周围工厂和居民向C湖的各种排放数据。请帮助环境专家设计一个研究方案,解析导致C湖中浮游生物的季节性变化的原因,并提出解决C湖水质问题的建议。

  五、报名及方案提交

  1、报名表及方案提交发送至frasergen_cup@frasergen.com邮箱

  2、扫描菲沙基因二维码加关注,点击“菲沙杯大赛”报名

  3、添加“菲沙杯-设计大赛”127407133QQ群报名

  六、大赛时间表

  (1)报名截止日期——2015年10月31日

  所有报名参赛队伍需以3人为一小组填写报名表,组委会初步审核通过即报名成功

  (2)大赛方案设计宣讲会——2015年11月4-10日

  宣讲会将由大赛组委会组织本次大赛方案设计宣讲会,由菲沙基因专家团队为所有报名成功的参赛队伍详细解读本次大赛方案设计要求、注意要点,并就本次大赛活动做现场答疑。

  11月4日华中科技大学

  11月6日华中农业大学

  11月10日武汉大学

  (3)方案提交截止日期——2015年12月15日

  报名成功后,12月15日前每支参赛队伍提交设计方案,由大赛组委会评审。

  (4)初赛评选

  2015年12月15日-2015年12月18日

  在所有收到的参赛方案中,筛选出15支优秀参赛队伍,进入初赛答辩阶段。

  (5)初赛答辩——2015年12月19日

  15支参赛队伍轮流进行答辩,最终评选出6支队伍进入最终总决赛。

  (6)总决赛会及颁奖仪式——12月26日上午

  6支队伍于12月26日上午参加总决赛,现场评选冠亚季军方案并进行颁奖仪式。

  七、大赛奖项

  (1)大赛冠军队奖励人民币30000元

  亚军队奖励人民币10000元

  季军队奖励人民币6000元

  入围决赛参赛队伍奖励人民币3000元

  (2)荣誉证书:大赛冠亚季军获得组委会颁发的荣誉证书

  (3)加盟菲沙:大赛冠军队成员毕业后将获得由菲沙基因提供的高级生物信息分析师岗位工作机会

  (4)报名成功即可获得精美纪念品一份

  八、大赛主办单位

  主办单位:

            华中农业大学生命科学技术学院

            华中农业大学信息学院

            武汉大学生命科学学院

            华中科技大学生命科学与技术学院

            武汉菲沙基因信息有限公司

  九、大赛组委会联系方式:

  黄老师027-87281265    15827438400

  张老师027-87224696    13638615749

 菲沙基因微信公众号

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