Kvantitativ biologi och integrativ omik, 7,5 hp

Innehåll

Kursen fokuserar på grundläggande matematiska och statistiska metoder som används brett inom modern bioinformatik. Kursen inleds med linjär algebra (matriser, vektorer, egenvärden) som sedan tillämpas för att tillämpa markovkedjor (observerbara och dolda). Linjära algebrans breda tillämpning studeras genom att testa alternativa baser, med exempel från tex bild och signalanalys. För att kunna studera högdimensionell data introduceras även kordinattransformationer och dimensionsreduktion (PCA och OPLS);
Kursen introducerar Bayesisk statistik och programvara för att lösa relaterade komplexa ekvationer (tex RSTAN). Fokus ligger på statistiska modeller som är vanliga inom bioinformatik (tex poisson och negativ binomialfördelningen). Vanliga statistiska modeller för att analysera storskalig data introduceras; i detta ingår både multilinjärna modeller samt ickelinjära latentrymdsmodeller. Detta exemplifieras genom tillämpningar inom kemometri och encellsanalys.

Förväntade studieresultat

Kunskap och förståelse:

Studenten ska kunna
• förklara uppkomsten av vanliga statistiska fördelningar
• förklara skillnaden mellan Bayesiansk och frekventistisk statistik
• förklara hur lösningsrymden ser ut för över- och underdeterminerade system
• förklara konceptet "minneslösa processer"
• förklara skillnaden mellan linjära och olinjära system
• förklara vad en latentrymd är

Färdigheter och förmåga:

Studenten ska kunna
• lösa linjära ekvationssystem
• formulera biologiska problem i termer av vanliga och dolda markovkedjor, och analysera dessa
• analysera storskalig data i termer om latentrymder, med linjära och olinjära metoder
• modellera data med hierariska multiparametriska modeller med alternativa statistiska fördelningar, med tonvikt på Poisson och negativbinomialfördelningarna
• tillämpa metoder från kemometri och encellsanalys (single-cell-analys) på storskalig data

Värderingsförmåga och förhållningssätt:

Studenten ska kunna
• utvärdera giltigheten hos kursens matematiska formuleringar för att beskriva biologiska system

Behörighetskrav

90 avklarade högskolepoäng inom områdena biologi, biomedicin, molekylärbiologi, molekylär ekologi, molekylär evolution, genetik eller andra relaterade ämnen; 5 hp programmering i R eller Python.

Undervisningens upplägg

Kursen är campusbaserad och ges i form av föreläsningar (förinspelade eller på plats) och lärarledda tillfällen där studenten har möjlighet till handledning vid lösande av uppgifter. Kursen ges på engelska men kan ges på svenska om behov av engelska saknas.
Deltagare behöver ha tillgång till egen dator.

Examination

Kursen examineras med individuell skriftlig salstentamen. På hela kursen ges betygen Underkänd (U), Godkänd (G) och Väl godkänd (VG). För betyget Godkänd (G) på hela kursen krävs bedömningen Godkänd (G) på den skriftliga tentamen, för betyget Väl godkänd (VG) på hela kursen krävs bedömningen Väl godkänd (VG) på den skriftliga tentamen.

Kursledare kan besluta att aktivt deltagande i icke-obligatoriska uppgifter, case eller diskussionsforum ska ge bonuspoäng att lägga till tentamensresultatet, dock ej överstigande 10% av totalpoängen av tentamen. Det ankommer kursledaren att vid kursstart informera om vilka moment som ger bonuspoäng och vad som krävs för erhålla dem.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till biträdande prefekt för institutionen för molekylärbiologi.

Examinator kan besluta om avsteg från kursplanens examinationsform. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade studieresultat. Student som har behov av en anpassad examination ska senast 10 arbetsdagar innan examinationen begära anpassning hos kursansvarig institution. Examinator beslutar om anpassad examination som sedan meddelas studenten.

Övergångsbestämmelser

I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.