未来可期-美国计算生物学专业以及代表院校

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大纲:

-为什么计算生物学家很重要?

-什么是计算生物学家?

-细分方向有哪些?

-需要哪些技能?

-如何成为计算生物学家?

-学校介绍

-案例分享

为什么计算生物学家很重要?

学术发展增长迅速

在过去的二十年,由于基因组学、蛋白质组学和生物医学成像领域高通量数据收集的巨大进步,生物学和医学发生了巨大的变化。 大量的生物数据使用计算工具来构建生物系统的集成模型,以帮助设计预防或治疗疾病的策略。 计算生物学家在这个领域发挥了非常重要的部分。

工业市场需求大

除了学术界,计算和医学领域的资本在计算生物学领域投入了大量资金,其中包括谷歌、微软、Life Technologies、Lockheed Martin、 Roche and Merck等公司。 

最直观的角度来说,根据美国劳工局的数据显示,计算生物专业相关的工作领域里,未来10年内的工作需求都很客观,工作需求的速度远远超过平均3%,而且薪资十分客观。

Medical Scientists 医药科学家

入行学位:博士学位即可就业

2022年到2032年之间,此类工作需求涨幅10%,年薪中位数$99,930

Biochemists and Biophysicists 生物化学家和生物物理学家

入行学位:博士学位

2022年到2032年之间,此类工作需求涨幅7%,年薪中位数$103,810

Computer and Information Research Scientists 计算和信息研究科学家

入行学位:硕士学位

2022年到2032年之间,此类工作需求涨幅23%,年薪中位数$136,620

什么是计算生物学家?

计算生物学家是在生物学领域,例如药物开发和遗传学,负责分析生物数据并且创建预测模型。 工作的场景一般是在研究机构或者公司工作。一般入门的工作职责是博士职位,部分工作硕士学位即可满足就业需求。

工作内容描述:

-设计数据分析计划,确定最适合该项目的算法和软件

-研究前人的类似方法

-创建程序来使用和分析数据

-实施测试以确保数据得到准确处理

-创建数据模型来解释数据

-与他人交流结果并比较类似数据

细分方向有哪些?

计算生物学下面有很多不同的分支举例:

生物信息学

医疗信息学

生物数学

自动化科学

计算医学

计算药物开发

药物发现

计算系统发育学

基因表达分析

需要哪些技能?

学术技能

研究技能:在生物实验室等科研经历和素养。

生物化学知识

数学:为编程建模和统计打好基础。

计算机技能

计算管理:处理大量数据并及了解 Unix 等操作系统的知识。

高性能计算:熟悉优化、并行计算和分布式系统,以便从大型计算机中高效、快速地获取结果。

计算机编程:Python、R、MATLAB 和 C++。

数据分析

故障排除

行业技能

推理和决策:

沟通:写作和展示技能

人脉关系和对专业好奇心

如何成为计算生物学家?

0.高中阶段探索

在生物化学,数学,计算机,统计等课程专心学习,挑战高阶课程,提升自己对于自然科研的理解。

可以参加生物和计算机相关国际竞赛和科研活动,还有计算生物的夏校来探索相关的计算生物方向的选择。

1.获得本科相关专业学位

因为开设计算生物的专业相比于基础专业来说,没有那么普遍所以可以考虑学习一些基础的学科打好研究生阶段的学习基础。

-以加州大学伯克利的Computational Biology计算生物博士对于本科的招生要求为例:

申请人本科的学习的课程需要平衡计算生物学核心学科(生物学、计算机科学、统计学/数学),例如单一跨学科专业,如计算生物学或生物信息学等等。

-当然如果学校没有此类专业,也可以学习生物化学、统计学、数学、计算机科学、计算生物或任何自然科学专业,并且保持高GPA。

-如果申请的计算生物的项目是在计算机博士下的一个研究方向,例如普林斯顿大学Ph.D. in Computer Science 对于申请人的本科背景要求建议计算机专业、科学、数学专业等。

除了选课和学习背景,积极参加本科的校内的生物计算机相关的科研和校外暑期实训和实习,提高自己的本科的背景,为读研究生或者读博士做准备。

2.研究生入学考试GRE

根据学校的要求,参加研究生入学统一的考试争取325+的分数,有些学校可能会额外要求GRE生物和GRE化学等单科考试,取决于申请学校要求。

3. 获得硕士相关专业

在硕士阶段的专业,可以选择计量生物硕士、自动化科学(Automated Science)、生物信息学或定量遗传学, 也有很大部分的硕士在计算机硕士下的一个分支。

当然有很多在本科阶段准备的好的学生,可以直接申请读博,跳过硕士学位。部分硕士项目毕业的学生也可以进入就业市场,但是博士学历会更有竞争力。

4.博士学位

博士学位在计量生物行业会更有竞争力,博士阶段争取多发文章,帮助就业。

学校介绍

本科院校

本科直接开设计量生物专业的学校并没有很多,TOP 30 的学校例如,卡耐基梅陇大学、加州大学洛杉矶分校、宾夕法尼亚大学、麻省理工大学和布朗大学直接开设专业,南加大大学和杜克大学开设了这个方向的辅修专业。其他的学校开设了相关的专业,例如生物工程或者生物信息学专业来满足学生对于计算生物本科基础的要求,例如加州大学圣地亚哥分校、约翰霍普金斯大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校等等。

研究生院校

哈佛大学Master of Science in Computational Biology and Quantitative Genetics

普林斯顿大学 M.S. in Computer Science-Computational Biology 

加州大学伯克利分校 Master of Engineering inBioengineering-Bioinformatics and Computational Biology

卡耐基梅隆大学 Master of Science in Computational Biology

博士院校

普林斯顿大学Ph.D. in Computer Science-Computational Biology 

Ph.D. in Molecular Biology-Quantitative & Computational Biology

麻省理工大学 Ph.D. in Computational and Systems Biology

加州大学伯克利的Ph.D. in Computational Biology

约翰霍普金斯大学 PhD in Computer Science-Computational Biology


从国际生的角度,厚仁教育的兄弟公司F1hire统计了2023年美国大学国际毕业生拿到绿卡的数据,其中计算生物学专业2023年有4个国际生最后工作拿到了绿卡的重要材料perm,其中3个人毕业于卡耐基梅陇大学计算生物硕士和博士,一人毕业于普度大学计算生物博士。


由此可见博士学位对于计算生物的专业国际生的重要性,第二是卡耐基梅陇大学计算生物硕士专业十分硬核。


总结来说,计算生物行业非常有前景,对于申请人的学习能力有很大的挑战,不仅需要掌握生物学知识和科研经验,还有数学和计算机的技能也需要提高,建议争取读到博士毕业。

案例分享

我的学生,C同学的本科是国内和美国的2+2项目,在国内外两所大学的GPA都是3.9,十分优秀。由于申请研究生的时间比较紧,C同学没有考托福。

申请优势:科研项目多,与申请专业高度契合

申请劣势:没有托福成绩

申请老师和C同学沟通后,在选校时,筛选了可以豁免托福成绩的院校作为申请院校。虽然C同学的GRE成绩不是很有竞争力,但是C同学的科研背景十分丰富。C同学一直持续参与学校的科研项目,拥有3段生物科研项目经历。在文书方面,文书老师同样突出学生的科研背景和申请专业的高契合度,引导学生表达对专业方向的思考。由于是2+2项目,申请老师在提交申请材料时,清晰指导学生完成国内相关资料的翻译及寄送,并全程追踪申请状态,及时补充材料,在第一时间通知学生申请结果。

最后C同学成功收获哥伦比亚大学,华大西雅图,埃默里大学等Offer,进入到了自己想学习的项目。

Reference:

https://www.cmu.edu/ms-compbio/prospective-students/career.html

https://www.bls.gov/ooh/life-physical-and-social-science/medical-scientists.htm

https://www.bls.gov/ooh/Life-Physical-and-Social-Science/Biochemists-and-biophysicists.htm

https://www.bls.gov/ooh/computer-and-information-technology/computer-and-information-research-scientists.htm

https://www.indeed.com/career-advice/finding-a-job/how-to-become-computational-biologist

https://www.f1hire.com/h1bdata

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毕业于藤校宾夕法尼亚大学,5年留学行业经验,精通名校的升学和学生背景提升,将B+学生送入A等级学校。擅长于关注学生成长,挖掘潜力,长期跟踪,培养好的学习习惯和良好的个人品质。用心理学专业知识挖掘学生特质,打造适合学生本身的独特申请品牌。成功案例:宾夕法尼亚大学,纽约大学,密歇根州立大学,北卡教堂山分校,加州大学洛杉矶分校,波士顿大学,南加州大学,弗吉尼亚大学,耶鲁大学人文夏校,罗彻斯特大学等名校
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