Чем занимаются биоинформатики

Что они изучают, сколько зарабатывают и какие карьерные перспективы у них есть

Биоинформатика – это область знаний, в которой компьютерные методы и информационные технологии анализа данных используются для интерпретации биологических явлений, связанных с биомолекулами. Наиболее популярными направлениями биоинформатики являются интерпретация последовательностей нуклеиновых кислот и белков, а также моделирование общей структуры биомолекул и их взаимодействия друг с другом, например, при разработке лекарств.

Некоторые биоинформатики сосредоточены на конкретной биологической проблеме, в то время как другие занимаются более общей миссией разработки новых алгоритмов. При этом, чтобы преуспеть в этой науке, хороший специалист должен, как минимум, ориентироваться в нескольких дисциплинах:

• знать основы биологии: молекулярную и клеточную биологию, геномику и методы генной инженерии;

• химия и биохимия;

• основная статистика;

• и как минимум один язык программирования: R или Python.

Такой набор изучаемых дисциплин редко встречается в рамках образовательной программы: в России мало мест, где готовят биоинформатики. Среди них, например, факультет биоинженерии и биоинформатики МГУ, магистерские программы биологического факультета МГУ и Института биоинформатики.

Чаще всего в биоинформатику попадают две категории людей: либо с биологическим образованием, либо с образованием в области программирования или математики. Каждая категория имеет свои преимущества: биологи обычно способны более осмысленно интерпретировать данные на основе комплексного взгляда на проблему. Программисты, в свою очередь, пишут код более эффективно, используя более сложные алгоритмы и методы анализа данных.

Люди обеих категорий часто приходят в биоинформатику не сразу после окончания вуза, а после нескольких лет работы по специальности. В то же время такой опыт иногда помогает им освоить новую профессию. Поэтому можно смело сказать, что начинать переход к биоинформатике можно в любом возрасте.

В дополнение к уже упомянутым знаниям и навыкам, будущий биоинформатик должен быть готов к обучению новому, упорству и терпению, чтобы идти в ногу с быстро меняющимися технологиями. Важным качеством для этой профессии является многозадачность, так как у биоинформатика может быть несколько проектов одновременно. Пригодятся также умение работать самостоятельно и коммуникативные навыки.

Преимущества и недостатки работы биоинформатиком

Преимущества биоинформатики:

• постоянное развитие в быстро меняющейся области знаний;

• развивать технологии на переднем крае науки;

• относительно высокая заработная плата;

• удаленная работа и гибкий график.

При этом к достоинствам следует отнести наличие большого количества баз данных, содержащих различные биологические данные. Поэтому биоинформатикам не нужно иметь собственный источник данных для анализа, и существуют целые научные группы, состоящие только из биоинформатиков.

Также рассмотрим недостатки работы биоинформатиком. Наиболее очевидными являются сидячая работа, требующая доступа к большим ресурсам компьютера: обычного ноутбука, вероятно, недостаточно. Другое дело, что многие программы и инструменты биоинформатики не поддерживаются разработчиками и перестают работать вскоре после их выпуска, и часто приходится тестировать несколько программ для одной задачи.

Иногда не все доступные инструменты подходят, поэтому приходится либо разбираться в чужом коде, чтобы что-то исправить, либо писать свой. Большинство программ и инструментов не имеют хорошей документации, что затрудняет понимание того, что они делают и как их использовать. Решение этих проблем может занять много времени. Еще один тонкий момент: опубликовать статью по биоинформатике в хорошем журнале иногда сложно, потому что необходимо экспериментальное подтверждение выводов.

Куда идут работать биоинформатики и сколько они зарабатывают

Если вы хотите работать биоинформатиком и у вас есть для этого базовые навыки, вам нужно найти работу. Большинство соискателей обращают внимание на заработную плату.

Blastim уже публиковал обзор зарплат биотехов 2021. По собранным данным, медиана зарплаты биоинформатика составила около 100 000 рублей. в месяц, а старший биоинформатик — около 120 000 руб. до налогов. С февраля 2023 года в вакансиях на должность биоинформатика в России указана зарплата 60-150-200 тысяч рублей. в месяц, а в США и Европе предлагают от 3000 до 12 500 долларов в месяц до вычета налогов.

При выборе работодателя соискателей интересует не только заработная плата, но и само рабочее место. Биоинформатика востребована в научных институтах, медицинских центрах, фармакологических и биотехнологических предприятиях. Их работа имеет большой потенциал как для фундаментальной науки, так и для улучшения качества жизни людей посредством диагностики и лечения заболеваний.

Мировой рынок: тенденции и перспективы

Мировой рынок биоинформатики в 2023 году оценивался более чем в 14,5 миллиардов долларов США с годовым темпом роста 12,7%. Ожидается, что в 2027 году он достигнет 24 миллиардов долларов.

Основными драйверами роста являются массовое использование биоинформатики в различных отраслях биологии, снижение стоимости секвенирования и увеличение объема данных. Другими факторами являются растущий спрос на секвенирование белков и нуклеиновых кислот, растущий вклад государственных и частных организаций, которые стимулируют развитие геномики и протеомики, а также растущий объем исследований в области молекулярной генетики и разработки лекарств. При этом нехватка квалифицированных специалистов и нестабильность процессов мировой экономики в последние годы считаются препятствиями для развития рынка.

Рассмотрите ключевые тенденции биоинформатики на 2023 год, отмеченные ведущей компанией в области биоинформатики Фиос Геномикс:

• Одной из тенденций будет дальнейшее развитие технологий секвенирования отдельных клеток. Эксперты прогнозируют увеличение объема анализируемых устаревших данных, доступных в базах данных и открытых репозиториях.

• Анализ секвенирования белков на уровне отдельных молекул — это метод, который только начинает развиваться, и 2023 год может стать годом его пика. Внимания заслуживают две конкретные технологии: флуоросеквенирование и секвенирование белков на полупроводниковых устройствах.

• Ожидается, что в 2023 году ChatGPT от OpenAI наберет популярность в биоинформатике. Этот чат-бот может помочь в написании и отладке кода, что делает его потенциально полезным инструментом. Однако до сих пор неясно, станет ли ChatGPT важной частью инструментария биоинформатики или его популярность со временем угаснет. Blastim ранее писал о попытках применить ChatGPT к проблемам биоинформатики.

• Увеличение объемов данных также станет серьезной проблемой для биоинформатики, поскольку количество информации, доступной для исследований, увеличивается с каждым днем. В 2023 году мы, вероятно, увидим разработку новых инструментов и технологий для управления, хранения и анализа больших объемов данных. Использование искусственного интеллекта, машинного обучения и высокопроизводительных вычислений позволит объединить биологическую информацию из многих источников для более точного тестирования и моделирования.

Биоинформатика — быстро развивающаяся наука, которая набирает все большую популярность благодаря технологическим достижениям и растущему интересу к биологическим данным. Кроме того, биоинформатика испытывает «кадровый голод», поэтому, если вы решите потратить некоторое время на изучение этой профессии, можно с уверенностью сказать, что ваши усилия окупятся. Специалисты в этой области знаний будут востребованы в ближайшие десятилетия.

Статью подготовил Илья Гриднев специально для Blastim