放大人类基因组

帕克·希克斯22岁，a 生物学 主要, 本科时对编程有业余兴趣, 自学了一门编程语言, 然后在夏天申请了国家科学基金会在科罗拉多大学的研究机会. 在那里, 他创建了一个模型，帮助基因组研究人员从低分辨率数据中生成高分辨率数据. 这项研究随后发表在行业领先的杂志上， 生物信息学对于一个大学生来说，这是一项不寻常的成就.

“这是非常, 本科生成为第一作者在任何大学都很少见, 意思是主要负责工作和写作的人,康考迪亚大学教授萨拉·卡拉姆说, 谁是希克斯其他项目的学术顾问. 同时在顶级期刊上发表文章的情况就更少见了. 这在康科迪亚很罕见，在其他地方也很罕见.”

希克斯采用了提高照片分辨率的方法来增强有关染色体结构的数据, 希望能找到具有生物学意义的区域.

“(我们获得的)信息可以用来识别某种新基因, 它可能位于基因组的哪个位置, 以及影响其中一种表达的基因之间会发生什么样的相互作用,他说.

获取高分辨率数据在计算上和时间上都很昂贵, 这意味着它需要大量的处理能力和时间. 但是，“放大到非常近的距离，看到那张图片的复杂细节”会有用得多,他说.

希克斯的模型采用低分辨率数据，并根据模型对高分辨率数据的“了解”来预测高分辨率图像的样子.

对于一个刚刚开始编程的人来说，这是一个难题. 希克斯在康科迪亚的大部分时间都和海胆在一起, 鲨鱼和螃蟹的校园经理 海洋实验室. 后来他觉得海洋生物学不是他的强项.

他说:“要处理整个实验室的动物健康问题，压力相当大。. “你有责任喂养它们, 保持水的化学性质稳定, 确保所有人都还活着, 清洗所有的, 设备维护.”

他喜欢动物，尤其是角鲨和浪鲨. “你在的时候，它们就会浮出水面, 如果你想的话，你可以抓一下他们的鼻子，抱着他们,他说. “它们通常只是因为你有食物才会靠近你，但它们仍然很可爱.”

被职业所吸引 计算机科学 和 数学, 他喜欢用跨学科的方法来研究这些学科和生物学, 所以他自学了如何用Python编程, 一种广泛使用的程序设计语言, 同时在菲律宾十大网赌网站上生物和化学课.

他说:“我的目标是在这方面做得足够好，以便用于我的生物学研究。. 当有机会去科罗拉多大学做暑期研究时, 他申请了这个项目，但没想到会被录取.

“这些课程竞争非常激烈, 我并不认为我能被录取，因为我是自学编程的，在生物信息学领域没有太多经验,他说. “但这是一个在大型机构进行大型研究的机会.”

令他吃惊的是, 他被邀请参加, 他搬到了科罗拉多斯普林斯校区，和计算机科学助理教授奥卢瓦托辛·奥卢瓦达雷一起工作. 他开始每天工作12个小时, 一周工作六天, 在一个他从未遇到过的问题上:如何通过训练高分辨率数据的计算机模型，使低分辨率的基因组“图像”更清晰, 本质上是教它把不好的图像变成好的图像.

“夏天刚开始的时候，我对这些东西一无所知，”他说.

他首先研究了用于提高分辨率的现有模型的科学文献, 以及这些方法背后的生物学原理. 然后他开发了自己的模型，并收集了一个训练数据集和一个测试数据集. 他的大部分时间都花在解决编程问题和修复代码中的错误上. 最后，他有了一个训练有素的模特.

卡拉姆解释说，希克斯的模型采用了关于基因组的低分辨率“大块”数据, 分析信息, 反复使用过滤器将高浓度区域和低浓度区域分离出来. 数据经历了一个反复锐化的循环, re-adding数据, 然后再次锐化，目的是使数据尽可能高分辨率和准确.

“一开始最大的挑战是编程，因为我是新手, 这是非常复杂的东西,希克斯说. “我花了整整三个月的时间才完全精通这些东西的编码.”

他和他的暑期导师决定将这个模型提交出版, 这是另一种“全新且非常困难的体验”,希克斯说.

它被一个计算机科学会议拒绝了，但是 生物信息学 《菲律宾十大网赌网站》寄回了一份评论列表，并为重新提交敞开了大门. 希克斯和他的导师进行了更多的测试，并收集和处理了新的数据集，以回答审稿人的问题.

“我们必须以四种不同的方式分析我们的结果，以确保模型准确地预测生物系统中实际发生的事情,希克斯说.

他们的研究随后被接受并发表. 他说，这帮助他进入了自己心仪的研究生院.

它们教会我们思考科学，并真正质疑我们为什么在做我们正在做的事情, 以及为什么这些都很重要.

他说:“他们知道我有工作要审查。. “我很高兴能继续做一些很酷的事情，比如学习做这些事情的新方法, 出版, 继续发展我作为科学家的技能.”

希克斯说，菲律宾十大网赌网站让他能够以全面和创造性的方式进行思考.

“与我所经历过的其他机构相比，我们(在康科迪亚)的生物系非常出色,他说. “他们教会我们思考科学，并真正质疑我们为什么要做我们正在做的事情, 以及为什么这一切都很重要.”

卡拉姆说，希克斯有一种不同寻常的能力，能看到不同领域之间的联系, 将一个领域的某一方面应用到另一个领域. “我还没有见过其他学生有这样的轨迹，能够绘制出一条没有规划好的道路,卡拉姆说。. “看到计算机和生物学之间的联系，然后说, ’Ah, 这里有一些东西,’然后实现它.”

希克斯将参加科罗拉多大学安舒茨医学院的人类医学遗传学和基因组学博士课程.