生物信息技术教程
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测试文档
第一章
第一节
第二节
计算机与编程基础
Linux 操作系统
Linux发行版选择
文件系统结构
用户与权限管理
进程管理
磁盘与文件管理
文本编辑器
环境变量
压缩与归档
远程访问
管道与重定向
查找与过滤
计划任务
Shell 脚本编程
通配符与glob模式
变量与数组
条件判断
循环
函数定义与调用
输入输出
特殊变量
作业控制与后台运行
调试技巧
常用单行命令
环境与包管理
Conda / Mamba 安装与配置
环境创建、激活、导出
频道管理
虚拟环境与隔离
容器化基础
Python编程基础
Python的基本语法
数据类型与结构
控制流程
函数定义与调用
模块与包
文件操作
异常处理
面向对象编程
生物信息学常用库
正则表达式
正则表达式基础
分组与捕获
Python的re模块
生物信息学应用
版本控制
Git基础概念
基本操作流程
远程仓库操作
分支管理
协作工作流程
Git在生物信息学中的应用
容器化技术
Docker基础
Docker Compose
Singularity容器
容器化生物信息学流程
集群作业调度
作业调度系统概述
Slurm调度系统
PBS调度系统
作业脚本编写
生物信息学集群应用
数据格式与处理
序列文件格式
比对文件格式
变异数据格式
注释文件格式
数据库基础
关系型数据库
SQLite与MySQL
NoSQL数据库
生物信息学数据库应用
统计学基础
描述性统计
概率分布
假设检验
多重检验校正
机器学习基础
机器学习概述
特征选择与降维
常用算法介绍
生物信息学应用
网络基础与API
网络基础概念
RESTful API
Python网络请求
生物信息学API应用
数据可视化
可视化基础
Matplotlib基础
Seaborn高级可视化
基因组可视化
生物信息学常用工具
序列比对工具
变异检测工具
表达分析工具
功能注释工具
流程管理与自动化
流程设计原则
Snakemake流程管理
Nextflow流程管理
科学计算与高性能计算
并行计算基础
GPU计算
分布式计算
生物信息资源与工具
关键术语解释
国际主要数据中心
核心数据库分类
核酸序列数据库
蛋白质序列数据库
结构数据库
基因组数据库
转录调控数据库
代谢通路数据库
表达数据库
互作数据库
物种特异性数据库
非编码RNA数据库
疾病与药物基因组学数据库
数据检索与提交
Entrez系统检索
BLAST序列搜索
数据提交工具
生物本体与术语库
数据标准与交换格式
序列分析与比对
序列特征解析
碱基组成与GC含量
序列长度分布
重复序列识别
简单序列与低复杂度区域
CpG岛预测
开放阅读框预测
信号肽预测
跨膜结构域预测
亚细胞定位预测
等电点与分子量计算
疏水性图谱
抗原表位预测
RNA二级结构特征
DNA弯曲度与曲率
序列复杂度与模糊碱基
序列转换
双序列比对
算法基础
打分矩阵
空位罚分
启发式比对
比对工具与参数
多序列比对
算法与方法
代表性工具
比对后处理
序列基序发现
基序表示模型
基序发现算法
代表性工具与数据库
分子进化分析
进化模型
系统发育树构建
进化分析工具
进化假设检验
进化历史重建
序列比较的特殊应用
直系同源与旁系同源判定
全基因组比对与共线性分析
系统发育足迹分析与增强子识别
宏条形码与短读长比对
比对性能与统计
比对得分标准化
统计显著性估计
比对敏感性与特异性
比对评估基准
基因组学分析
高通量测序技术
第一代测序(Sanger测序)
第二代测序(Illumina测序)
第三代测序(单分子实时测序)
第四代测序(纳米孔测序)
测序平台对比
双端测序与单端测序
测序深度与覆盖度
文库构建类型
捕获测序与扩增子测序
多重测序与Barcode/Index
测序质量控制指标
测序数据预处理
原始数据质量评估
质量控制与修剪
去除接头
修剪低质量碱基
去除短读长
去除重复读段
污染检测及去除
测序错误的统计与校正
过滤宿主来源序列
质量转换格式
高通量测序数据比对到参考基因组
比对算法基础
短读长比对工具
长读长比对工具
比对参数优化
比对后处理
比对质量评估
比对结果过滤
比对可视化
多比对读段处理
嵌合体比对检测
比对格式及压缩与索引
基因组组装
组装基础概念
短读长组装
长读长组装
混合组装
组装评估
基因组注释
重复序列注释
基因结构注释
功能注释
注释质量评估与工作流
变异检测
变异类型与表示
种系变异检测
体细胞变异检测
结构变异检测
变异过滤与质控
变异注释与优先级排序
比较基因组学
基因组比对
核心与泛基因组分析
基因组重排与结构进化
直系同源与旁系同源
比较基因组学可视化
泛基因组学
泛基因组概念
重复序列分析与转座子生物学
转座子活性评估
转座子家族进化
TE插入时间估计
TE对基因表达的调控影响
TE衍生的小非编码RNA
全基因组转座子图谱构建
转座子相关的结构变异
单倍型分析
单倍型分型概念
分型工具
单体型的变异调用与评估
单倍型解析组装
单倍型特异性表达
单倍型网络分析
基因组学分析流程与工作流
典型WGS分析流程
GATK最佳实践
Sentieon商业加速流程
工作流语言实现
容器化流程
云平台执行
流程性能调优
基因组学分析的伦理与数据安全
人与保护物种基因组数据的访问控制
去标识化方法
二次使用同意规范
基因组数据库的受控访问
告知同意书与ICMJE要求
族群特有的变异与隐私
基因组数据的匿名分享风险
转录组学分析
5.1 RNA-seq 实验设计
5.2 RNA-seq 数据预处理
5.3 比对到参考基因组与转录组
5.4 转录本定量
5.4.1 基于比对的定量
5.4.2 基于比对的轻量定量(伪比对)
5.4.3 归一化方法
5.5 差异表达分析
5.5.1 经典工具与方法
5.5.2 DESeq2 详解(关键步骤)
5.5.3 edgeR 详解(关键步骤)
5.5.4 limma-voom
5.5.5 差异表达后处理
5.6 功能富集分析
5.6.1 过表示分析(ORA)
5.6.2 基因集富集分析(GSEA)
5.6.3 其它富集方法
5.7 可变剪接分析
5.7.1 剪接事件类型
5.7.2 基于比对的剪接检测
5.7.3 基于组装的方法
5.7.4 剪接定量指标
5.8 非编码RNA分析
5.8.1 长链非编码RNA(lncRNA)
5.8.2 微小RNA(miRNA)
5.8.3 其它非编码RNA
5.9 单细胞转录组学
5.9.1 单细胞RNA-seq预处理
5.9.2 质量控制
5.9.3 归一化与批次校正
5.9.4 降维与可视化
5.9.5 聚类与细胞类型注释
5.9.6 轨迹推断与伪时间分析
5.9.7 细胞-细胞相互作用
5.9.8 单细胞多组学整合
5.10 转录本从头组装(de novo 转录组组装)
5.11 等位基因特异性表达
5.12 RNA编辑分析
5.13 融合基因检测
5.14 转录组进化分析
5.15 空间转录组学
5.16 时序RNA-seq分析
5.17 RNA-seq分析工作流与最佳实践
转录组学综合性使用范例
范例一:病原感染后宿主转录组响应(差异表达 + 功能富集 + 可变剪接)
范例二:癌症亚型分类与生物标志物发现(单细胞转录组 + 差异表达)
范例三:非模式昆虫的转录组从头组装与环境适应(de novo 组装 + 功能注释)
范例四:lncRNA 在心肌分化中的功能研究(lncRNA 分析 + 共表达网络)
范例五:胶质瘤中异常可变剪接与药物敏感性(可变剪接 + 差异剪接 + 功能关联)
表观遗传学分析
6.1 DNA甲基化分析
6.1.1 甲基化检测技术
6.1.2 甲基化数据分析流程
6.1.3 甲基化功能解析
6.2 染色质可及性分析
6.2.1 检测技术
6.2.2 ATAC-seq 数据分析
6.3 组蛋白修饰分析
6.3.1 ChIP-seq 基础
6.3.2 ChIP-seq 数据分析
6.3.3 组蛋白修饰的功能解读
6.4 染色质互作分析
6.4.1 染色质构象捕获技术
6.4.2 Hi-C 数据分析
6.4.3 环与互作注释
6.5 表观转录组学
6.6 表观遗传重编程与发育
6.7 表观基因组关联研究(EWAS)
6.8 表观遗传时钟与衰老
6.9 染色质动力学与蛋白-DNA相互作用
6.10 表观编辑与干扰
6.11 表观遗传数据分析的最佳实践
表观遗传学综合性使用范例
范例一:癌症中DNA甲基化异常与预后标志物(WGBS + 差异甲基化 + EWAS)
范例二:利用ATAC-seq和RNA-seq揭示免疫细胞活化时的染色质重塑
范例三:Hi-C鉴定疾病相关增强子-启动子环路(Capture Hi-C + GWAS)
范例四:组蛋白修饰图谱描绘早期胚胎发育的表观重编程(ChIP-seq)
范例五:表观遗传时钟预测衰老速度(EWAS + 公共甲基化数据)
蛋白质组学与代谢组学
7.1 蛋白质组学基础
7.2 蛋白质组数据分析
7.3 蛋白质结构预测
7.4 翻译后修饰(PTM)组学
7.5 代谢组学分析
7.6 多组学整合分析
7.7 蛋白质-代谢物相互作用
7.8 空间蛋白质组学与代谢组学
7.9 蛋白质组学与代谢组学中的机器学习
7.10 蛋白质组与代谢组学工作流
蛋白质组学与代谢组学综合范例
范例一:乳腺癌细胞药物处理的蛋白质组与磷酸化组学联合分析
范例二:非靶向代谢组学鉴定糖尿病生物标志物(LC-MS)
范例三:多组学整合揭示肝癌亚型(TCGA数据)
范例四:阿尔茨海默病患者脑组织空间蛋白质组学(MALDI成像)
范例五:蛋白质结构预测指导药物靶点发现(AlphaFold2 + 分子对接)
系统生物学与网络分析
8.1 生物网络基础
8.2 网络构建方法
8.3 网络分析工具
8.4 动态建模基础
8.5 通路与网络富集分析
8.6 大规模网络与系统生物学数据库
8.7 网络医学与疾病网络
8.8 单细胞与空间网络分析
8.9 网络比较与进化
8.10 网络分析的统计学与机器学习
综合性使用范例与场景意义解析
范例一:从转录组数据构建共表达网络识别乳腺癌模块(WGCNA)
数据预处理与质量控制
软阈值选择与无标度网络检验
构建邻接矩阵与拓扑重叠矩阵
动态剪树与模块识别
模块与临床性状的关联分析
Hub基因鉴定与功能富集分析
生存分析与预后价值验证
范例二:从ChIP-seq和表达数据重建基因调控网络(GENIE3)
数据准备与预处理
运行GENIE3算法推断调控网络
网络过滤与阈值选择
网络验证与性能评估
网络可视化与模块检测
顺式调控元件富集分析
动态模拟与布尔网络建模
范例三:基于网络药理学预测中药成分的靶点与机制(药物-靶点网络)
活性成分筛选与ADMET评价
靶点预测与疾病基因收集
构建成分-靶点-疾病网络
PPI网络构建与模块分析
通路富集与功能注释
分子对接验证与网络可视化
范例四:使用动态建模研究p53-MDM2振荡(ODE建模)
模型构建与生物学假设
数值模拟与振荡行为重现
分岔分析与参数敏感性研究
干预预测与实验验证设计
范例五:利用细胞通讯网络分析揭示肿瘤免疫微环境(CellChat)
数据准备与细胞类型注释
CellChat对象创建与预处理
细胞间通讯网络推断
全局通信网络可视化
信号通路水平的分析
免疫检查点信号子网络分析
空间验证与整合分析
生物信息技术教程
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查看页面源码
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目录:
测试文档
第一章
计算机与编程基础
Linux 操作系统
Shell 脚本编程
环境与包管理
Python编程基础
正则表达式
版本控制
容器化技术
集群作业调度
数据格式与处理
数据库基础
统计学基础
机器学习基础
网络基础与API
数据可视化
生物信息学常用工具
流程管理与自动化
科学计算与高性能计算
生物信息资源与工具
关键术语解释
国际主要数据中心
核心数据库分类
数据检索与提交
生物本体与术语库
数据标准与交换格式
序列分析与比对
序列特征解析
双序列比对
多序列比对
序列基序发现
分子进化分析
序列比较的特殊应用
比对性能与统计
基因组学分析
高通量测序技术
测序数据预处理
高通量测序数据比对到参考基因组
基因组组装
基因组注释
变异检测
比较基因组学
泛基因组学
重复序列分析与转座子生物学
单倍型分析
基因组学分析流程与工作流
基因组学分析的伦理与数据安全
转录组学分析
5.1 RNA-seq 实验设计
5.2 RNA-seq 数据预处理
5.3 比对到参考基因组与转录组
5.4 转录本定量
5.5 差异表达分析
5.6 功能富集分析
5.7 可变剪接分析
5.8 非编码RNA分析
5.9 单细胞转录组学
5.10 转录本从头组装(de novo 转录组组装)
5.11 等位基因特异性表达
5.12 RNA编辑分析
5.13 融合基因检测
5.14 转录组进化分析
5.15 空间转录组学
5.16 时序RNA-seq分析
5.17 RNA-seq分析工作流与最佳实践
转录组学综合性使用范例
范例一:病原感染后宿主转录组响应(差异表达 + 功能富集 + 可变剪接)
范例二:癌症亚型分类与生物标志物发现(单细胞转录组 + 差异表达)
范例三:非模式昆虫的转录组从头组装与环境适应(de novo 组装 + 功能注释)
范例四:lncRNA 在心肌分化中的功能研究(lncRNA 分析 + 共表达网络)
范例五:胶质瘤中异常可变剪接与药物敏感性(可变剪接 + 差异剪接 + 功能关联)
表观遗传学分析
6.1 DNA甲基化分析
6.2 染色质可及性分析
6.3 组蛋白修饰分析
6.4 染色质互作分析
6.5 表观转录组学
6.6 表观遗传重编程与发育
6.7 表观基因组关联研究(EWAS)
6.8 表观遗传时钟与衰老
6.9 染色质动力学与蛋白-DNA相互作用
6.10 表观编辑与干扰
6.11 表观遗传数据分析的最佳实践
表观遗传学综合性使用范例
范例一:癌症中DNA甲基化异常与预后标志物(WGBS + 差异甲基化 + EWAS)
范例二:利用ATAC-seq和RNA-seq揭示免疫细胞活化时的染色质重塑
范例三:Hi-C鉴定疾病相关增强子-启动子环路(Capture Hi-C + GWAS)
范例四:组蛋白修饰图谱描绘早期胚胎发育的表观重编程(ChIP-seq)
范例五:表观遗传时钟预测衰老速度(EWAS + 公共甲基化数据)
蛋白质组学与代谢组学
7.1 蛋白质组学基础
7.2 蛋白质组数据分析
7.3 蛋白质结构预测
7.4 翻译后修饰(PTM)组学
7.5 代谢组学分析
7.6 多组学整合分析
7.7 蛋白质-代谢物相互作用
7.8 空间蛋白质组学与代谢组学
7.9 蛋白质组学与代谢组学中的机器学习
7.10 蛋白质组与代谢组学工作流
蛋白质组学与代谢组学综合范例
范例一:乳腺癌细胞药物处理的蛋白质组与磷酸化组学联合分析
范例二:非靶向代谢组学鉴定糖尿病生物标志物(LC-MS)
范例三:多组学整合揭示肝癌亚型(TCGA数据)
范例四:阿尔茨海默病患者脑组织空间蛋白质组学(MALDI成像)
范例五:蛋白质结构预测指导药物靶点发现(AlphaFold2 + 分子对接)
系统生物学与网络分析
8.1 生物网络基础
8.2 网络构建方法
8.3 网络分析工具
8.4 动态建模基础
8.5 通路与网络富集分析
8.6 大规模网络与系统生物学数据库
8.7 网络医学与疾病网络
8.8 单细胞与空间网络分析
8.9 网络比较与进化
8.10 网络分析的统计学与机器学习
综合性使用范例与场景意义解析
范例一:从转录组数据构建共表达网络识别乳腺癌模块(WGCNA)
范例二:从ChIP-seq和表达数据重建基因调控网络(GENIE3)
范例三:基于网络药理学预测中药成分的靶点与机制(药物-靶点网络)
范例四:使用动态建模研究p53-MDM2振荡(ODE建模)
范例五:利用细胞通讯网络分析揭示肿瘤免疫微环境(CellChat)
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