4 Schritte zum Computerbiologen • BUOM

13. Mai 2021

Neue Forschungsmethoden und technologische Fortschritte machen es einfacher, Hunderttausende Daten in modernen biologischen Experimenten zu sammeln. Ein Computerbiologe wandelt diese Datenpunkte in aussagekräftige Informationen um, verarbeitet sie digital und erstellt Modelle, um die Ergebnisse anschaulich darzustellen. Da das Fachgebiet weiter wächst, kann der Job eines Computerbiologen viele verschiedene alltägliche Aufgaben mit biologischen Daten und mathematischen Systemen umfassen. In diesem Artikel sprechen wir darüber, was ein Computerbiologe macht, wie man einer wird und welche Art von Arbeit er verrichtet.

Was ist ein Computerbiologe?

Ein Computerbiologe, auch Bioinformatiker genannt, verfügt sowohl über biologische Kenntnisse als auch über Informatik-Hintergrund und nutzt diese zur Analyse und Modellierung von Daten. Der Bereich umfasst viele Arten der biologischen Forschung, von der Arzneimittelentwicklung bis zur Genetik, und hat sich in den letzten Jahren zusammen mit der Biotechnologie- und Pharmaindustrie ausgeweitet. Computerbiologen arbeiten typischerweise in Forschungseinrichtungen oder forschen für private Unternehmen.

Was macht ein Computerbiologe?

Ein Computerbiologe entwickelt und analysiert Daten, um nützliche Ergebnisse und Modelle zu erstellen. Dazu gehört, die Daten selbst zu kennen, zu verstehen, woher sie kommen und wie sie verwendet werden sollten. Dazu gehört auch eine fundierte Kenntnis der verfügbaren Computersoftware und -prozesse, da der Computerbiologe für die Daten das richtige Werkzeug auswählen muss, das geeignete Algorithmen und Gleichungen verwendet. Hier sind die Schritte, die ein Computerbiologe unternimmt, um mit einem bestimmten Datensatz zu arbeiten:

• Entwickelt einen Datenanalyseplan und entscheidet, welche Algorithmen und Software für das Projekt am besten geeignet sind.

• Untersucht ähnliche Ansätze, die von anderen verwendet werden

• Erstellt Programme zur Verwendung und analysiert Daten

• Implementiert Tests, um sicherzustellen, dass Daten korrekt verarbeitet werden, z. B. die Verwendung einer Kontrollgruppe in einer wissenschaftlichen Studie.

• Erstellen Sie Datenmodelle, um Daten zu interpretieren, damit andere sie verstehen und für weitere Forschungen verwenden können.

• Kommuniziert Ergebnisse mit anderen und vergleicht ähnliche Daten

Einige Stellen im Bereich der Computerbiologie können sich auf einen Teil dieses Prozesses spezialisieren, beispielsweise auf die Entwicklung von Software für andere oder die Erstellung von Modellen auf der Grundlage von Daten, die andere zuvor gesammelt haben.

Wie man Computerbiologe wird

Um ein Computerbiologe zu werden, ist eine umfassende Fachausbildung sowohl in der Informatik als auch in den Naturwissenschaften erforderlich. Hier sind die Schritte, um diese Ausbildung zu erhalten und als Computerbiologe zu beginnen:

1. Holen Sie sich einen Bachelor-Abschluss

Hauptfächer in Biochemie, Statistik, Mathematik, Informatik oder fast allen Naturwissenschaften können Sie auf die Karriere als Computerbiologe vorbereiten. Um ein konkurrenzfähiger Kandidat für die Graduiertenschule zu werden, müssen Sie einen hohen Notendurchschnitt erzielen und Kurse belegen, um Dinge zu lernen, auf die Sie sich später spezialisieren können.

2. Nehmen Sie an den Graduate Record Examinations (GRE) teil

Die GRE-Prüfung ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Graduiertenschule und dient der Beurteilung Ihres verbalen und quantitativen Denkens sowie Ihres analytischen Schreibens. Dabei handelt es sich um eine schriftliche Multiple-Choice-Prüfung, deren Bearbeitung knapp vier Stunden dauert. Möglicherweise möchten Sie Prüfungsvorbereitungsmaterialien oder Kurse in Betracht ziehen, um sich auf bestimmte Prüfungsfragen vorzubereiten. Als potenzieller Computerbiologe können Sie auch fachspezifische GRE-Tests in Biologie und Chemie absolvieren.

Je nachdem, wo Sie sich bewerben möchten, können Graduiertenprogramme die Ergebnisse dieser Fachprüfungen verlangen oder lediglich auswerten. Einige Schulen verlangen möglicherweise überhaupt keinen GRE, wenn Sie über einschlägige Erfahrung verfügen. Überprüfen Sie daher die Zulassungsvoraussetzungen, bevor Sie den GRE absolvieren.

3. Holen Sie sich einen Master-Abschluss

Sie können einen Master-Abschluss in Computational Biology oder einem verwandten Bereich wie Informatik, Bioinformatik oder quantitativer Genetik anstreben. In einigen Studiengängen wird dieser Abschluss in die naturwissenschaftliche Abteilung eingeordnet, in einigen Fällen handelt es sich jedoch um einen Informatik-Hauptfach. Die meisten Masterstudiengänge in diesen Bereichen dauern 3-4 Semester. Ein Master-Abschluss bietet die Möglichkeit, sich auf die Forschung zu konzentrieren. Daher erfordern oder fördern viele Studiengänge eine Forschungsdissertation oder -erfahrung, was Sie auch zu einem wettbewerbsfähigeren Kandidaten für Doktorandenprogramme machen kann.

Einige Doktorandenprogramme akzeptieren Studierende, die keinen Masterabschluss haben. Daher möchten Sie sich nach Abschluss Ihres Bachelorstudiums möglicherweise direkt für Doktorandenprogramme bewerben, insbesondere wenn Sie bereits über Forschungserfahrung und relevante Studienleistungen verfügen.

4. Machen Sie einen Doktortitel

Der nächste Schritt ist die Erlangung eines Doktortitels, der vier bis fünf Jahre dauert und Laborrotationen und persönliche Forschungsarbeiten umfasst, die der Student in einer Dissertation formalisiert. Ein Student beginnt in der Regel die ersten Studienjahre mit Laborrotationen und damit verbundenen Kursarbeiten und legt dann eine Prüfung ab, um seine wissenschaftlichen Kenntnisse zu testen. Studierende, die die Prüfung bestehen, werden Doktoranden und nutzen die verbleibende Zeit, um ihre Dissertation oder Dissertation, ein unabhängiges Forschungsprojekt, fertigzustellen. Am Ende des Graduiertenstudiums präsentieren sie diese Dissertation einem Gremium akademischer Experten.

Da eine Promotion teuer sein kann, sollten Sie gezielt nach vollständig finanzierten Programmen suchen, die Ihre Studiengebühren bezahlen und ein kleines Stipendium gewähren. Manchmal bieten diese Programme Assistenzstellen oder Ausbilder an, die auch Schulungskurse umfassen, um Studien- oder Stipendiengelder zu verdienen. Eine weitere Finanzierungsmöglichkeit ist ein Graduiertenstipendium, das von der Schule bereitgestellt werden kann und genauso funktioniert wie ein Grundstipendium, oder extern von einer gemeinnützigen Organisation, einem Unternehmen oder einer Regierungsbehörde vergeben werden kann.

Fähigkeiten als Computerbiologe

Hier sind die Fähigkeiten eines Computerbiologen:

Akademische Kenntnisse

Diese im Rahmen eines akademischen Studiums erworbenen Fähigkeiten bilden die Grundlage für die Arbeit im Bereich der Computational Biology:

• Forschungskompetenzen: Wenn Sie wissen, wie man wissenschaftliche Daten findet und organisiert, können Sie den Kontext und das Experiment verstehen, mit dem Sie als Computerbiologe arbeiten.

• Kenntnisse der Biochemie: Die Kenntnisse über biologische Prozesse im Allgemeinen und die Besonderheiten der Genetik, Proteinprobenahme und anderer Teilgebiete, die Sie in der Graduiertenschule erwerben, sind für das Verständnis der Grundlagen der Experimente, die Sie als Computerbiologe durchführen, von entscheidender Bedeutung.

• Mathematik. Eine gründliche Kenntnis mathematischer Prinzipien, wie etwa statistischer Prozesse und Algorithmendesign, wird Ihnen helfen, die Analyse von Daten zu verstehen.

Computerfähigkeiten

Diese Fähigkeiten in der Verwaltung und Wartung großer Computersysteme helfen Ihnen bei der Verarbeitung experimenteller Daten:

• Berechnungsmanagement. Der Umgang mit großen Datenmengen und deren zeitnahe Verarbeitung erfordert Kenntnisse über Betriebssysteme wie Unix, um Strom und Rechenleistung effizient zu nutzen.

• High Performance Computing. Computerbiologen sind mit Optimierung, parallelem Rechnen und verteilten Systemen vertraut, um mit großen Computern effizient und schnell Ergebnisse zu erzielen.

• Computerprogrammierung: Als Computerbiologe können Sie verschiedene Programmiersprachen wie Python, R, MATLAB und C++ verwenden.

• Datenanalyse: Sie benötigen spezielle Fähigkeiten, um große Datenmengen zu verwalten und Modelle zu deren Darstellung zu entwickeln. Regression, neuronale Netze, maschinelles Lernen und andere Datenanalysekonzepte sind nützlich.

• Fehlerbehebung: Wenn ein ungewöhnliches Ergebnis auftritt, muss der Computerbiologe die Ursache dafür herausfinden und etwaige Verarbeitungsprobleme beheben.

Professionelle Fähigkeiten

Diese Fähigkeiten helfen Ihnen, Ihre akademische Erfahrung in Ihr Berufsfeld einzubringen:

• Argumentation und Entscheidungsfindung: Diese Fähigkeiten ermöglichen es Ihnen, Ihre Wissensbasis auf intelligente Weise anzuwenden, Fehler zu minimieren und die besten Ergebnisse zu erzielen.

• Kommunikation: Als Computerbiologe verfügen Sie über hervorragende Kommunikationsfähigkeiten, um Ergebnisse durch Schreiben und Präsentationen mit Teamkollegen und anderen Wissenschaftlern zu teilen.

• Networking und berufliche Neugier: Da sich das Gebiet der Computational Biology rasant weiterentwickelt, müssen Sie motiviert sein, neue Techniken zu erlernen, die Arbeit anderer Wissenschaftler zu verfolgen und Lösungen auszutauschen.

Spezialisierungen auf Computational Biology

Hier sind einige Bereiche der Computerbiologie, in denen Sie studieren oder arbeiten können:

• Bioinformatik: Sammlung, Analyse und Verwaltung biologischer Daten wie DNA-Sequenzen und Aminosäuresequenzen.

• Gesundheitsinformatik: Sammlung, Analyse und Verwaltung von Interaktions- und Behandlungsdaten im Gesundheitswesen, auch Gesundheitsinformatik genannt.

• Biomathematik: Der Einsatz der Mathematik zur Untersuchung und Behandlung von Krankheiten und natürlichen Prozessen, auch bekannt als mathematische Biologie.

• Automatisierte Wissenschaft: kombiniert künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und rechnerische Verarbeitung, um wissenschaftliche Forschung mit minimalem menschlichen Eingriff durchzuführen.

• Computergestützte Medizin: nutzt Computermodelle und Patientendaten, um Modelle zu erstellen, die bei der Behandlung und Diagnose von Krankheiten helfen können.

• Computergestütztes Arzneimitteldesign: Verwendet Computersoftware zur Analyse von Verbindungen, die Krankheiten behandeln können, auch computergestütztes Arzneimitteldesign oder computergestützte Arzneimittelentdeckung genannt.

• Computergestützte Phylogenetik: Analyse genetischer Informationen zur Untersuchung evolutionärer Prozesse und genetischer Beziehungen.

• Genexpressionsanalyse: Die Untersuchung, wie Gene aus den Genen gebildet werden, die sie kodieren.

Gehalt und Berufsaussichten für Computerbiologen

Durchschnittsgehalt eines Biologen 81.345 $ pro Jahr. Das Bureau of Labor Statistics (BLS) prognostiziert Wachstumsrate 15 % für alle Informatiker und Informatiker bzw. etwa 5.000 neue Arbeitsplätze zwischen 2019 und 2029.