Чем занимается биоинженерия и биоинформатика
StudyInFocus
Высшее образование в Германии
News Articles
Возможно вы ищите.
Blog Posts
Будущее сегодня: профессия биоинженер
Слово «биоинженерия» звучит фантастически, как будто из фильма о биороботах; на самом деле, достижениями этой отрасли мы давно уже активно пользуемся.
К разработкам специалистов биоинженерии относятся:
История возникновения профессии биоинженер
Автором термина «биоинженерия» является британский ученый и диктор Хайнц Вульф. Термин появился в 1954 году и использовался для описания использования растений в строительстве. Со временем смысл этого слова изменился и сейчас обозначает использование инженерных методов для преобразования живых организмов.
Особенности профессии
Биоинженерия возникла на стыке таких дисциплин, как:
Чем занимаются биоинженеры
Биоинженерию следует отличать от генной инженерии, которая является лишь ее разделом. Генная инженерия занимается изменением ДНК организмов, в то время как биоинженерия — это комплексная дисциплина, направленная на использование междисциплинарных разработок в области инженерии, биологии и медицины для лечения болезней, укрепления здоровья и продления жизни.
Биоинженерия решает проблемы медицинского характера методами инженерии, поэтому в немедицинских аспектах похожа на биотехнологию.
Плюсы и минусы специальности
Преимущества профессии биоинженер:
Отрасли профессии биоинженерии
В биоинженерии немало направлений, например:
Круг обязанностей биоинженера
Основная задача специалистов — разработка передовых технологий в биологии и медицине для охраны здоровья и решения медицинских проблем. Деятельность биоинженера включает спектр задач от создания техническими средствами искусственных органов либо выращивания органов и тканей до разработки генно-модифицированных организмов.
В рамках этих задач биоинженеры занимаются:
Личные качества, необходимые специалисту
Биоинженерия — профессия наукоемкая, поэтому для работы в ней необходимо иметь высокий интеллект и способности к обучению.
Кроме того, биоинженеру пригодятся:
Биоинженерия относится к категориям «человек — техника» и «человек — природа».
Как стать биоинженером
Поскольку биоинженерия — передовая отрасль современной науки, лучше всего изучать ее в вузах, которые находятся в авангарде наук.
Вам также может быть интересно:
Немецкие вузы известны по всему миру своим качеством образования, новаторским подходом и богатой научно-технической базой. Для специальностей, требующих проведение научно-практических экспериментов, это идеальное место, поскольку в учебе большое внимание уделяется именно практической составляющей и самостоятельным проектам студентов. В ходе обязательной практики студенты зачастую оказываются в лабораториях известных компаний, и действительно талантливые и заинтересованные учащиеся могут еще до окончания вуза найти высокооплачиваемую и перспективную работу. Если же с работой не сложилось, в любом случае, останется опыт, которые пригодится в дальнейшем трудоустройстве.
Узкие специализации в области биоинженерии:
Как понять, сможет ли эта профессия стать делом вашей жизни? Консультация в области карьерного ориентирования поможет это выяснить.
Профессии в рамках науки биоинженерии:
Где работают биоинженеры
Квалифицированному биоинженеру несложно найти работу в НИИ, которые работают в сфере генетической или клеточной инженерии, молекулярной биологии, медицинской химии. Молодых специалистов могут приглашать зарубежные институты.
Доходы биоинженеров
Как бы ни был специалист влюблен в свою профессию, прежде всего она необходима, чтобы зарабатывать на жизнь.
К сожалению, в странах постсоветского пространства биоинженеры в денежном выражении ценятся не слишком высоко.
В России зарплаты специалистов в НИИ составляют порядка 400 долларов в месяц; в Москве в 1,5–2 раза больше.
В биотехнологических лабораториях зарплаты могут достигать 1500–3000 долларов.
На Украине биоинженеры зарабатывают 200–450 долларов в месяц, а в лабораториях, которые получают зарубежные гранты — 1000–1300 долларов.
Специалисты в области биотехнологий в Казахстане зарабатывают от 160 тысяч тенге.
В европейских странах зарплаты биотехнологов составляют, в среднем, 3 тысячи евро в месяц.
Перспективы и карьера
Сейчас биоинженерия востребована, в основном, в рамках фундаментальных исследований. В России на данный момент происходит пересмотр законодательства, регулирующего эту отрасль с целью ее развития.
Для специалиста-биоинженера всегда найдется работа в лабораториях научно-исследовательских институтов либо производств. Биоинженер может сделать карьеру в научной деятельности на родине либо за рубежом.
Если вы настроены на международную карьеру, лучше сразу получать образование за границей. В Германии это можно сделать бесплатно, поскольку немецкие вузы не взимают какой-либо платы, кроме семестрового взноса, ни с местных, ни с иностранных студентов. Узнайте, как выбрать немецкий вуз и поступить на учебу.
Биоинженер — профессия будущего: описание и обязанности
Биоинженеры — ученые, которые при помощи передовых технологий решают проблемы живых существ и природы в целом. Такие специалисты нужны везде — от медицины до сельского хозяйства и промышленности, а их ежедневная рутина — захватывающие эксперименты во благо общества.
Кто такой биоинженер
Биологическая инженерия направлена на изменение живых организмов. Ученые изучают живые системы и находят, как с помощью передовых технологий решить множество проблем — от медицинских до экологических. Поэтому сфера применения биоинженерных методов довольно широка.
Чаще всего специалисты работают в медицине, фармацевтике и генетике. Результаты их труда:
В частности, благодаря достижениям биоинженерии стали возможными такие процедуры и методы лечения, как магнитно-резонансная томография (МРТ), ангиопластика, почечный диализ.
Также биоинженеры нужны в сельском хозяйстве, промышленности и экологии. К примеру, ученые могут сделать растение более устойчивым к недостатку влаги и повысить его урожайность или же разработать новую эффективную систему утилизации отходов.
Одно из направлений — генная инженерия. Она позволяет влиять на ДНК живого организма, в том числе человека, прогнозировать и лечить наследственные болезни.
Есть профессии, тесно связанные с биоинженерией. К примеру, биоинформатики собирают и анализируют данные о живых организмах. На основе полученных знаний строятся дальнейшие исследования и изобретения биоинженерии. То есть последняя — это не наука, а прикладная специальность.
В свою очередь продукты биоинженерии нужны биотехнологам: эти специалисты внедряют изобретения, создавая новые растения, витамины, лекарства и продукты.
Преимущества и недостатки профессии
Биоинженеры пользуются не только спросом, но и большим уважением. Если есть предрасположенность к таким наукам, как биология, химия, биофизика и компьютерные технологии, то получение этой профессии непременно стоит рассмотреть.
Сразу после университета начинающий специалист может устроиться на престижную работу в:
Отметим, что, помимо фиксированного оклада, сотрудник получает гранты — поощрение за успешно реализованные проекты. Кроме достойной оплаты труда, профессия обещает заграничные командировки и престижные международные контакты.
Но те, кто решится связать свою деятельность с биоинженерией, столкнутся и с некоторыми трудностями:
Разработка препаратов — работа биоинженеров: Unsplash
Чем занимается биоинженер и как им стать
Талантливые специалисты в биоинженерии востребованы в образовательных учреждениях, исследовательских институтах и частных компаниях. С развитием науки спрос на них будет лишь возрастать. Однако чтобы овладеть профессией, необходимо получить много специальных знаний и навыков:
Обязанности и необходимые качества
Независимо от сферы деятельности в обязанности биоинженера входит:
В работе биоинженера нет места неточности, поэтому специалист должен быть аккуратным и внимательным, способным к кропотливой работе. Кроме того, часто ученые работают в команде с зарубежными коллегами. Поэтому знание иностранного языка станет большим преимуществом.
Где учиться
Чтобы стать биоинженером, необходимо получить специализированное высшее образование. В крупных университетах уже появились факультеты «Биоинженерия и биоинформатика», «Биомедицинская инженерия», «Биотехнология» и прочие. Диплом о его окончании делает соискателя главным претендентом на желаемую должность.
Базовые знания, которые пригодятся в профессиональной деятельности, можно получить и на других факультетах, которые:
Получить степень бакалавра по этим специальностям можно за 4–5 лет. Магистратура и аспирантура займут еще два и три года соответственно.
Профессия биоинженера — отличный выбор для тех, кто хочет получить престижную специальность и сделать карьеру в науке. Уже сейчас сайты по поиску работы предлагают вакансии для талантливых научных специалистов в этой области. На профессии, связанные с экологией, медициной и фармацевтикой, в будущем ожидается повышенный спрос.
Узнавайте обо всем первыми
Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.
Биоинженер
Биоинженер
Биоинженер
На фоне технологического прогресса активно начала развиваться молодая наука — биотехнология. Она изучает способы применения живых организмов для решения технологических задач. В этой области существует более десятка направлений, каждое из которых дало начало разнообразным специализациям. Одной из самых интересных, востребованных сегодня считается профессия биоинженер. Для ее получения нужно закончить профильный ВУЗ, освоить массу теоретических знаний, овладеть множеством практических навыков. В ближайшие 10-15 лет специальность обещает стать одной из наиболее перспективных.
Особенности специальности биоинженерия
Целью его работы является обоснованное и специальное изменение свойств живых организмов. Он изучает данные различных биологических элементов, характеристики и особенности продуктов их жизнедеятельности. Далее он анализирует полученные показатели и пытается понять, как это может помочь людям в решении проблем генетики, медицины, фармакологии.
Ученые, которые занимаются биоинженерией, работают с живыми системами, но при этом используют передовые технологии. В зависимости от направления деятельности они могут принимать участие в разработке приборов, вакцин, лекарств, лечебных методик, профилактических мероприятий. Одной из самых популярных специализаций биоинженерии является генная инженерия.
В перечень достижений представителей профессии входят: кардиостимуляторы, МРТ, искусственные суставы и конечности, протезы кожи и сосудов, приборы искусственного кровообращения и гемодиализа.
Биоинженерия — передовое полезное направление, которое стремительно развивается. При этом его представителям не стоит рассчитывать на огромные гонорары и мгновенную славу.
Над своими проектами биоинженеры работают годами, проверяя теории, пробуя подходы, ошибаясь, начиная все сначала. Это направление для тех, кто любит создавать, совершенствовать, решать сложные задачи.
Обязанности
Профессионал с упором на техническую составляющую способен самостоятельно создавать программы для компьютеров и оборудования.
Ученому больше интересны теоретические и практические разработки. Также представители профессии ведут профильную документацию, следят за соблюдением техники безопасности, наблюдают за подопытными объектами.
Известные представители профессии
Навыки и знания
Необходимую для профессиональной деятельности базу невозможно наработать самостоятельно. Для формирования основы нужно закончить университет по этому профилю, что станет лишь началом развития ученого. Он получит знания в области биологии, химии, генетики и физики, научится обращаться со специальным оборудованием, освоит базовое программное обеспечение. Существенным плюсом для биоинженера считается владение английским языком. Это позволит изучать материалы зарубежных коллег, а также общаться с ними на международных конференциях, посещать семинары.
Востребованность профессии
Начинающие биоинженеры работают в НИИ, научных лабораториях, на кафедрах своих ВУЗов. Это не самые высокооплачиваемые должности, но пока в нашей стране представители профессии без опыта не так востребованы, как за рубежом. В США, Европе, Канаде даже новичок может рассчитывать на место в престижном исследовательском центре, если проявит себя во время учебы. Такой возможностью могут воспользоваться и русские студенты. Сегодня правительство прилагает все возможные усилия для развития отрасли с целью остановки оттока специалистов из страны.
Где учиться
Для получения специальности нужно закончить один из ВУЗов по направлению «Биоинженерия и биоинформатика». Обучение по этому профилю предлагают: МГУ, Первый медицинский им. И.М. Сеченова, Тюменский государственный университет и ряд других учреждений. Для поступления нужны высокие баллы по математике, русскому языку, биологии, иногда дополнительно по химии.
Все учебные заведения предлагают очную форму обучения. Для получения специальности придется учиться 5,5 лет, но после завершения специалитета рекомендуется продолжить получение образования в магистратуре.
Зарплата
На начальном этапе карьеры зарплата биоинженера редко превышает средние показатели по стране. Она составляет от 15 до 30 тыс. рублей в зависимости от места работы ученого. Например, работники НИИ получают больше, чем лаборанты или другие сотрудники ВУЗов. Со временем этот показатель может увеличиться до 50-70 тыс. рублей. У представителя частной исследовательской лаборатории заработная плата может превышать 100 тыс. рублей. Но в такие места обычно принимают перспективную молодежь или уже опытных ученых.
Перспективы и карьера
У талантливого, амбициозного, упорного ученого есть все шансы на получение достойного места. Сегодня заметно растет спрос на таких сотрудников среди предприятий, связанных с медициной, фармакологией, экологией, сельским хозяйством. В таких компаниях биоинженеры нередко получают возможность заняться собственным проектом, способным принести им мировую известность.
Заключение
Получение профессии биоинженера не гарантирует ее представителю высокой зарплаты или всемирной славы. Зато у такого ученого обязательно будет возможность заняться интересной работой, реализовать свой потенциал.
Данные внутри нас: Чем занимаются биоинформатики?
Рассказываем про людей будущего, которые расшифровывают органическую биг-дату. За последние два десятилетия количество биологических данных, которые можно проанализировать, выросло во много раз благодаря тому, что был расшифрован геном человека. До этого мы и представить не могли, что по информации, хранящейся буквально у нас в крови, можно будет определить наше происхождение, проверить, как организм будет реагировать на определенные лекарства, и даже изменить свою биологическую наследственность.
Эта и другие статьи раньше всего выходят в блоге на нашем сайте. Приятного чтения.
Атрибуты среднестатистического биоинформатика такие же, как у программиста — красные глаза, сутулая осанка и следы от кофейных чашек на рабочем столе. Однако за этим столом идет работа не над абстрактными алгоритмами и командами, а над кодом самой природы, который может многое рассказать нам о нас и мире вокруг.
Специалисты в этой области имеют дело с огромными объемами данных (к примеру, результаты секвенирования генома одного человека занимают около 100 гигабайт). Поэтому обработка такого массива информации требует подходов и инструментов Data Science. Логично, что успешный биоинформатик должен разбираться не только в биологии и химии, но и в методах анализа данных, статистике и математике — это делает его профессию достаточно редкой и востребованной. Такие специалисты особо нужны в областях инновационной медицины и разработке лекарств. Технологический гиганты вроде IBM и Intel открывают свои программы, посвященные изучению биоинформатики.
Что нужно, чтобы стать биоинформатиком?
Чем занимаются биоинформатики?
Современная биоинформатика делится на два основных ответвления — структурная биоинформатика и биоинформатика последовательностей. В первом случае мы видим человека, который сидит перед компьютером и запускает программы, помогающие изучать биологические объекты (например, ДНК или белки) в 3D-визуализациях. Они строят компьютерные модели, позволяющие предсказать, как молекула лекарства будет взаимодействовать с белком, как выглядит пространственная структура белка в клетке, какими свойствами молекулы объясняются ее взаимодействия с клеточными структурами и т. д.
Методы структурной биоинформатики активно используются как в академической науке, так и в индустрии: сложно представить фармкомпанию, которая обходится без таких специалистов. За последние годы компьютерные методы позволили в разы упростить процесс поиска потенциальных лекарств, что сделало фармацевтическую разработку гораздо более быстрым и дешевым процессом.
РНК-зависимая РНК-полимераза SARS-CoV-2 (слева), а также её связь с дуплексом РНК. Источник.
Что такое геном?
Геном это вся информация о строении наследственности организма. Практически у всех живых существ носителем генома является ДНК, но есть организмы, передающие свою наследственную информацию в виде РНК. Геном передается от родителей к детям, и в ходе этого процесса передачи могут возникать ошибки — мутации.
Взаимодействие лекарства ремдесивира с РНК-зависимой РНК-полимеразой вируса SARS-CoV-2. Источник.
Биоинформатика последовательностей работает с более высоким уровнем организации живой материи — начиная с отдельных нуклеотидов, ДНК и генов, и заканчивая целыми геномами и их сравнениями друг с другом.
Представьте себе человека, который видит перед собой набор букв алфавита (но не простого, а генетического или аминокислотного) и ищет в них закономерности, объясняя и подтверждая их статистически, с использованием компьютерных методов. Биоинформатика последовательностей объясняет, с какой мутацией связано то или иное заболевание или почему в крови пациента накапливаются вредоносные вещества. Помимо медицинских данных, биоинформатики последовательностей изучают закономерности распространения организмов по земле, популяционные различия между группами животных, роли и функции конкретных генов. Благодаря этой науке можно проверять эффективность лекарств и изучать биологические механизмы, которые объясняют их действие.
Например, благодаря биоинформатическому анализу были найдены и описаны мутации, приводящие к развитию муковисцидоза — моногенного заболевания, вызванного поломкой гена одного из хлорных каналов. А еще теперь мы гораздо лучше знаем, кто приходится ближайшим биологическим родственником человеку и как наши предки расселялись по планете. Более того, каждый человек, прочитав свой геном, может узнать, откуда происходит его род и к какой этнической группе он принадлежит. Множество зарубежных (23andme, MyHeritage) и российских (Genotek, Atlas) сервисов позволяют получить эту услугу за сравнительно небольшую цену (порядка 20 тыс. рублей).
Результаты анализа ДНК-теста на происхождение и популяционную принадлежность от компании MyHeritage.
Результаты анализа ДНК-теста на популяционную принадлежность от компании 23andMe.
Как читают геном?
Сегодня секвенирование генома — рутинная процедура, которая обойдется любому желающему примерно в 150 тыс. рублей (в том числе, в России). Чтобы прочитать свой геном, достаточно просто сдать в специальной лаборатории кровь из вены: через две недели вы получите готовый результат с детальным описанием ваших генетических особенностей. Помимо своего генома можно проанализировать геномы микробиоты кишечника: вы узнаете особенности бактерий, населяющих вашу пищеварительную систему, а также получите консультацию от профессионального диетолога.
Геном можно прочитать разными методами, одним из основных сейчас является так называемое «секвенирование нового поколения». Для проведения этой процедуры нужно сначала получить биологические образцы. В каждой клетке организма геном одинаковый, поэтому чаще всего для чтения генома берут кровь (это проще всего). После этого клетки разрушают и отделяют ДНК от всего остального. Затем, полученную ДНК дробят на множество маленьких кусочков и «пришивают» к каждому из них специальные адаптеры — искусственно синтезированные известные последовательности нуклеотидов. Потом цепочки ДНК разделяют, и однонитевые цепочки с помощью адаптеров присоединяют к специальной плашке, на которой проводится секвенирование. В ходе секвенирования к последовательности ДНК присоединяются комплементарные флуоресцентно меченые нуклеотиды. Каждый меченый нуклеотид при присоединении испускает пучок света определенной длины волны, что фиксируется на компьютере. Так компьютер прочитывает короткие последовательности исходной ДНК, которые потом с помощью специальных алгоритмов собираются в исходный геном.
Пример данных, с которыми работают биоинформатики последовательностей: выравнивание аминокислотных последовательностей.
Где работают и сколько получают биоинформатики?
Путь биоинформатика традиционно делится на две основные области — индустрия и наука. Карьера ученого-биоинформатика обычно начинается с аспирантской должности в одном из крупных институтов. Изначально биоинформатики получают базовую ставку, зависящую от их института, количества грантов, в которых они принимают участие, а также их количества аффиляций — мест, в которых они официально трудоустроены. Со временем количество грантов и аффиляций растет, и где-то через пару лет работы в академической среде биоинформатик без проблем получает среднюю зарплату (70-80 тыс. рублей), однако многое зависит от усердия и трудолюбия. Наиболее опытные биоинформатики в конечном итоге заводят собственные лаборатории в сферах своей специализации.
Где учатся на биоинформатика?
Известные биоинформатики
Историю биоинформатики следует вести от Фредерика Сэнгера, английского ученого, получившего в 1980 году Нобелевскую премию по химии за открытие способа прочтения последовательности ДНК. С тех пор, с каждым годом методы чтения последовательностей совершенствуются, однако метод «секвенирования по Сэнгеру» послужил основой для всех дальнейших исследований в этой области.
Кстати, многие программы, созданные именно российскими учеными, сегодня широко используются во всем мире — например, геномный сборщик SPAdes, — St. Petersburg genome assembler, созданный в Санкт-Петербургском институте, помогает ученым со всего мира собирать короткие последовательности ДНК в большие последовательности, чтобы восстановить исходные геномы организмов.
Открытия и достижения биоинформатики
В наше время биоинформатики совершают множество полезных открытий. Невозможно было бы представить разработку лекарств от коронавируса без расшифровки его генома и сложного биоинформатического анализа процессов, происходящих в ходе заболевания. Международная группа ученых с помощью методов сравнительной геномики и машинного обучения смогла понять, что общего у коронавирусов с другими патогенами.
Оказалось, что одна из таких особенностей — происходящее в ходе эволюции усиление сигналов ядерной локализации (NLS) патогенных вирусов. Это исследование может помочь в изучении штаммов вирусов, которые могут быть потенциально опасными для человека в будущем, и, возможно, начать превентивную разработку лекарственных препаратов.
Помимо этого, биоинформатики сыграли ключевую роль в разработке новых методов редактирования генома, в частности, CRISPR/Cas9 системы (технология, базирующаяся на иммунной системе бактерий). Благодаря биоинформатическому анализу структуры данных белков и их эволюционного развития, точность и эффективность этой системы за последние годы выросла в разы, что позволило целенаправленно редактировать геномы многих организмов (в том числе человека).
Получить востребованную профессию с нуля или Level Up по навыкам и зарплате, можно, пройдя онлайн-курсы SkillFactory: