|
Bioinformatika
Doktorský program,
Fakulta chemické technologie
Cílem DSP programu Bioinformatika je vychovat odborníky ve stejnojmenné vědní disciplíně, která je skloubením molekulární a buněčné biologie, biochemie, statistiky a počítačové vědy. Bioinformatika se zabývá vývojem nástrojů pro správu biologických databází, algoritmů pro zpracování molekulárně-biologických dat a metod pro analýzu, interpretaci a vyhledávání vztahů v těchto datech. U většiny řešených projektů je kladen důraz na biologickou stránku věci a jejich cílem je pochopení komplexních souvislostí ve studovaných biologických jevech. Řešíme však i témata orientovaná informatickým směrem z oblasti vývoje algoritmů či metod zpracování dat. UplatněníKombinace přírodovědného a informatického vzdělání dává absolventům DSP Bioinformatika dobré předpoklady uplatnit se v interdisciplinárních týmech. Absolventi naleznou uplatnění v široké škále oblastí, kde se zpracovávají data získaná instrumentální analýzou biologického vzorku. Při odchodu do praxe se mohou absolventi též opřít o širokou znalost informatiky a uplatnit se při vývoji softwarových technologií především pro oblast datové analytiky. Další uplatnění naleznou absolventi ve vědeckých infrastrukturách budovaných v ČR v rámci evropských operačních programů. Vzhledem k trvajícímu nedostatku expertů s takto koncipovaným interdisciplinárním vzděláním i mimo ČR se absolventi dobře uplatní také v zahraničí. Typické pozice, jež může zastávat absolvent DSP Bioinformatika: - výzkumník základního či aplikovaného výzkumu veřejného či soukromého sektoru v oblasti biomedicíny, klinické medicíny, medicinální a farmaceutické chemie, potravinářství, zemědělství, biotechnologií či kriminalistiky. Typické pozice jsou postdoc, programátor, research associate, research fellow, project leader, project manager. - vysokoškolský pedagog v oblasti bioinformatiky, výpočetní biologie a chemie nebo aplikované informatiky. Typické pozice jsou odborný asistent, asistent, lektor. - softwarový vývojář či datový analytik v IT firmách. - odborné pracovní pozice, které vyžadují organizační a analytické schopnosti a odbornou expertizu nejenom v bioinformatických oborech. Typické pracovní pozice zahrnují státní správu na nejvyšších manažerských úrovních, organizace, které se metodicky a organizačně věnují vědě a výzkumu, případně neziskové a osvětové organizace. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2025/26Bionformatika pro integrativní omiku v klinickém výzkumu
AnotacePropojení klinického a základního výzkumu má zásadní význam pro lepší pochopení a léčbu kardiovaskulárních onemocnění, včetně srdeční arytmie, hypertenze a dalších poruch vedoucích k srdečnímu selhání. Tento doktorský projekt se zaměřuje na vývoj výpočetních pipeline pro integraci genové exprese, proteomiky a metabolomických dat s využitím R, Pythonu a pokročilých statistických metod. Cílem je vytvořit uživatelsky přívětivé a robustní pracovní postupy, které umožní bezproblémovou analýzu a interpretaci souborů omických dat v klinickém prostředí. Tento projekt, založený na biopsiích, lidských vzorcích a rozsáhlých a unikátních souborech omických dat, představuje spolupráci mezi vědeckým ústavem (FGÚ) a centrem klinického výzkumu (IKEM) v Praze. Tato pozice na plný úvazek v FGU, financovaná konsorciem CarDia (https://cardia.ikem.cz/en/home ), nabízí příležitost přispět k translačnímu výzkumu s reálným klinickým dopadem.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Integrované přístupy pro metabolomiku a lipidomiku založené na datech s využitím strojového učení a biochemických sítí
AnotaceTento doktorský projekt se zaměřuje na pokrok v integraci metabolomiky a lipidomiky za účelem odhalení regulací komplexních biochemických sítí a metabolické dynamiky. Studie využívá nejmodernější techniky zpracování dat, výpočetní nástroje a algoritmy strojového učení k získání užitečných poznatků z rozsáhlých fluxomických datových souborů. Budou vyvinuty pipelines v Pythonu, které standardizují předzpracování dat, extrakci informací o metabolitech a jejich analýzu, a zároveň zahrnují modely strojového učení pro shlukování sítí, klasifikaci a prediktivní modelování metabolických drah. Projekt klade důraz na mezioborové přístupy a spojuje odborné znalosti z biochemie, bioinformatiky a datové vědy s cílem vytvořit robustní nástroje pro pochopení metabolických systémů. Očekává se, že výsledky přispějí k personalizované medicíně, metabolickému inženýrství a systémové biologii a nabídnou vědecké komunitě nové metodiky a softwarové nástroje. Práce bude probíhat v FGÚ AV ČR, kde se nachází servisní laboratoř metabolomiky a proteomiky. Práce je finančně zajištěna materiálně i úvazkem. Předpokladem úspěchu je znalost programovacích jazyků pro práci s daty (Python), základy biochemie (metabolity, dráhy, buněčné kompartmenty) a přehled v oborech omiky.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Fyziologický ústav AV ČR, v. v. i.
Modelování katalytických mechanismů terpensyntáz pomocí hlubokého učení
AnotaceCílem projektu je umožnit výpočetní charakterizaci a inženýrství terpensyntáz, důležité třídy biosyntetických enzymů, které vytváří chemické kostry největší známé skupiny přírodních látek, terpenoidů. Projekt má tři cíle: 1. Sestavení komplexní databáze popisující dosud charakterizované reakční mechanismy terpensyntáz. 2. Vývoj modelu hlubokého učení s využitím transformátorových neuronových sítí pro predikci substrátů, produktů a reakčních mechanismů terpensyntáz přímo z jejich aminokyselinových sekvencí. 3. Vývoj generativního algoritmu pro návrh umělých terpensyntáz s požadovanou funkcí.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Modelování struktury, dynamiky a mechanických vlastností nukleových kyselin
AnotaceStruktura, konformační dynamika a mechanické vlastnosti molekul DNA a RNA mají klíčovou úlohu pro funkci těchto molekul v živých organismech a jejich znalost je rovněž nezbytná pro racionální návrh umělých nanostruktur založených na nukleových kyselinách. Strukturní a mechanické vlastnosti nukleových kyselin jsou determinovány sekvencí jejich bází a jsou modulovány vlivy prostředí. Přes značné výzkumné úsilí však stále není tato souvislost plně pochopena. Cílem práce je navrhnout vhodné modely struktury a mechaniky DNA a RNA, které přispějí k objasnění těchto souvislostí. V případě dvoušroubovic (dsDNA, dsRNA) půjde o mechanické modely reprezentující molekulu jak soubor interagujících tuhých těles. Ty budou představovat jednotlivé báze, eventuálně i další části molekuly (fosfátové skupiny, cukry) nebo skupiny těchto prvků. Předpokládá se přechod od harmonických modelů, kde interakční energie je kvadratickou funkcí vnitřních souřadnic, k modelům vícestavovým, reflektujícím strukturní polymorfismus studovaných molekul, a zobecnění modelů i na nehelikální struktury. Parametry modelů budou určeny na podkladě simulací molekulové dynamiky velkého souboru molekul v atomovém rozlišení.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav informatiky a chemie, FCHT, VŠCHT Praha
Pokročilý návrh léčiv pomocí umělé inteligence a nukleární magnetické rezonance
AnotaceTento průmyslový projekt propojuje cheminformatiku, umělou inteligenci (AI) a nukleární magnetickou rezonanci (NMR) s cílem posunout hranice vývoje nových léčiv. Kandidát bude zdokonalovat NMR-AI platformu společnosti AI|ffinity určenou pro virtuální screening, hit discovery a optimalizaci hit-to-lead. Jeho úkolem bude (1) vylepšit 2D molekulární reprezentace za pomoci 1D NMR spekter ke zvýšení přesnosti ligand-based virtuálního screeningu, (2) zpřesnit AI-řízené postupy strukturálního hit-to-lead pomocí omezení odvozených z 1D NMR spekter a (3) rozvinout nové metody de novo designu začleněním epitope ligandů identifikovaných v 1D NMR experimentech. Kandidát rovněž zapojí nástroje pro screening založený na hlubokém učení a de novo generování do rámce posilovaného učení, přičemž bude z 1D NMR dat získávat klíčové informace o ligandech a prohledávat komerční databáze. Perspektivní sloučeniny projdou experimentálním ověřováním, jež povede k iterativní optimalizaci a syntéze. Nejlepší sloučeniny postoupí do in vitro testů a všechny nově vyvinuté výpočetní metody se následně začlení do platformy pro objev léčiv společnosti AI|ffinity.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav informatiky a chemie, FCHT, VŠCHT Praha
Studium chování rybích populací pomocí biotelemetrických dat
AnotaceBiotelemetrie je moderní a efektivní metoda monitoringu rybích populací, jejíž hlavní výhodou je možnost získávání cenných dat o pohybu a chování ryb bez nutnosti jejich opětovného odlovu na konci měření. Tato metoda umožňuje sledovat dlouhodobé změny v populaci, avšak časové řady získané tímto způsobem často obsahují mezery způsobené omezenou dostupností signálu nebo jinými environmentálními faktory. Cílem této studie bude navrhnout a implementovat vhodné extrapolační metody založené na Markovovských procesech, které umožní doplnění chybějících dat a zajištění robustnější analýzy. Důležitou součástí bude také identifikace nepozorovaných stavů rybí populace pomocí skrytých Markovovských modelů (HMM), což umožní lépe pochopit dynamiku populace i v situacích, kdy přímé pozorování není možné. Záměrem této studie je přispět k lepšímu pochopení ekologických procesů ovlivňujících rybí populace a zároveň poskytnout užitečné nástroje pro optimalizaci chovných metod a efektivní řízení rybářského hospodaření.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav informatiky a chemie, FCHT, VŠCHT Praha
Výpočetní hmotnostní spektrometrie
AnotaceNaše laboratoř kombinuje experimentální (hmotnostní spektrometrie, metabolomika a RNA-seq) a výpočetní (bioinformatika a strojové učení) přístupy pro objevování nových bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Cílem tohoto projektu bude vývoj výpočetních metod pro procesování a interpretaci dat z hmotnostní spektrometrie malých molekul, zejména automatických technik pro interpretaci hmotnostních spekter, pro anotaci molekul a pro generování a vizualizaci molekulárních sítí. Kandidáti na tuto pozici byl měli být schopni samostatného programování v jazycích Java a Python.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
|
Nacházíte se: VŠCHT → Web PhD → Zájemci o doktorské studium → Doktorské studijní programy a vypsaná témata prací → Detail programu
Aktualizováno: 6.1.2022 11:28, Autor: Jan Kříž