Новосибирские ученые получили патент на свой уникальный программный комплекс

Об этом сообщили в Институте цитологии и генетики СО РАН. Совместно с коллегами из университета имени Мартина Лютера из Германии при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований они разработали программный комплекс, позволяющий повысить эффективность анализа дорогостоящих геномных экспериментов.

Как заявляют ученые, теперь стало возможным заниматься поиском в ДНК совместно встречающихся мотивов — так называемых участков, на которые «садятся» белки, считывающие закодированную в молекуле ДНК информацию. Расположенные рядом мотивы, как правило, функционируют вместе, поэтому выявление таких пар позволит ученым предсказывать взаимодействия белков уже на этапе распознавания последовательности ДНК, а также исследовать роль этих взаимодействий в физиологических процессах.

В организме человека миллионы клеток постоянно синтезируют белки, которые переносят кислород, защищают его от вторжения чужеродных агентов, сокращают и расслабляют мышечные волокна и выполняют массу других функций. При этом сведения о том, где и когда должны выполняться эти действия, зашифрованы в самой молекуле ДНК.

Как рассказали ученые, чтобы найти все мотивы определенного белка-регулятора в геноме, сегодня используется дорогостоящий эксперимент под названием ChIP-seq.

Они пояснили далее, что белки-регуляторы никогда не работают в одиночку: активность и специфичность каждого модулируется многочисленными партнерскими белками-регуляторами, и результат работы мотива зачастую определяется именно этими взаимодействиями. Поиск же потенциальных партнеров, как правило, сопряжен с проведением дополнительных ChIP-seq экспериментов, что многократно повышает стоимость исследования.

«Наш метод позволяет по результатам лишь одного ChIP-seq эксперимента определить пары белков-регуляторов, работающих вместе, и описать соответствующие им участки связывания ДНК, — комментирует старший научный сотрудник лаборатории эволюционной биоинформатики и теоретической генетики ИЦиГ СО РАН, старший научный сотрудник лаборатории компьютерной транскриптомики и эволюционной биоинформатики НГУ кандидат биологических наук Виктор Георгиевич Левицкий. — Причем обнаруживаются и те пары мотивов, последовательности которых в ДНК перекрываются. Но в традиционно существующих методах обработки отсутствует анализ перекрывания или требуется проводить множество дополнительных экспериментов ChIP-seq для потенциальных партнерских белков-регуляторов. Нужно отметить, что стоимость такого эксперимента составляет несколько сотен тысяч рублей, поэтому возможность извлечь максимум информации из одного пула данных экономит деньги и время».

Заведующая лабораторией регуляции экспрессии генов и лабораторией эпигенетики стресса ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук Татьяна Ивановна Меркулова добавляет, что новый программный комплекс может использоваться и теми специалистами, которые исследуют белок-белковые взаимодействия на молекуле ДНК.

«Изучение белок-белковых взаимодействий активно развивается, эксперименты в этой области дорогостоящие, поэтому наш алгоритм, обеспечивающий получение предварительных сведений о том, на какие белки стоит обратить внимание, будет обязательно востребован», — уверена она.

Алгоритм сибирских ученых может также использоваться для поиска новых партнеров уже известных белков-регуляторов, ключевых для выполнения важных физиологических функций организма, например, иммунного ответа.

Поделиться:

Наш канал на Яндекс.Дзен