сегодня: 16.12.2017

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

Реклама

Мебель из дерева – это актуально
2017-11-17 12:59:00 /РИА "Сибирь" /Новосибирск

Новосибирские ученые изучили "эволюционный возраст" многих заболеваний


В
генных
сетях



Систему анализа эволюции генных сетей разработали в Институте цитологии и генетики СО РАН (федеральном исследовательском центре). С ее помощью ученые уже изучили "эволюционный возраст" ряда заболеваний.

В последние годы в биологии заметно возрос объем данных, получаемых в ходе исследовательской работы, причем, речь идет о весьма разнородной информации. Естественно, что это рождает новые подходы к работе с такими массивами информации, которые с полным правом можно назвать Big data.

Долгое время в системной биологии при изучении живого мира преобладал редукционистский подход: строились отдельные модели биохимических реакций, отдельные модели взаимной регуляции работы генов. То есть, система рассматривалась на отдельных уровнях биологической организации. Но еще в прошлом веке была сформирована концепция описания клеток в виде молекулярно-генетических систем.

Отметим, что в Институте цитологии и генетики ещё в 60-70-х годах прошлого века профессором В. Ратнером была предложена расширенная концепция "молекулярно-генетических систем управления", развитая затем научной школой академика Н. Колчанова до теории "генных сетей".

Эта концепция подразумевает, что гены очень тесно взаимодействуют между собой, образуя сети. Причём именно генные сети, а не отдельные гены контролируют фенотипические признаки организмов и их метаболические системы, реализуя информацию, закодированную в геноме. А потому все уровни биологической организации - отдельные "слои" процессов, происходящих внутри клетки, - надо рассматривать взаимосвязанно, что и является предметом исследований современной системной биологии и биоинформатики, работы по которым ведутся и в Институте цитологии и генетики.

"Такой подход позволяет извлекать новую информацию даже из ранее изученных по отдельности данных, - отмечает ведущий научный сотрудник сектора компьютерного анализа и моделирования биологических систем, кандидат биологических наук Сергей Лашин. - Когда мы связываем эти данные послойно на едином "остове" генной сети, взаимосвязь различных процессов в клетке, которые часто изучали независимые группы ученых, становится заметной и доступной для дальнейшего анализа".

Естественно, что для такой исследовательской работы требуется специфический инструментарий (программное обеспечение). Его созданием и занимаются новосибирские ученые. За основу взяли бурно развивающуюся и популярную у биологов систему по анализу биологических сетей Cytoscape, которая считается стандартом для работы с различными биологическими сетями.

"Мы создали компьютерную программу для анализа генных сетей на основе эволюционных характеристик генов. И когда просмотрели Cytoscape-приложения, предназначенные для эволюционного анализа генных сетей, то с удивлением обнаружили, что наша работа оказалась первой", - рассказал аспирант сектора компьютерного анализа и моделирования биологических систем Института цитологии и генетики Захар Мустафин.

Что же подразумевается под эволюционными характеристиками генов? Сравнивая геномы различных организмов (а их с каждым годом становится все больше), ученые отслеживают родственные гены (схожие по строению, но с возможными различиями по функциям) и сопоставляют их роль в генных сетях. Такое сопоставление родственных генов в геномах различных организмов позволяет отследить момент в эволюционной истории живых организмов, когда эти гены возникли, т.е. определить возраст гена.

"Такой анализ в масштабе генных сетей первыми применили мы, - подчеркнул Сергей Лашин. - Причем, мы использовали его для изучения как макроэволюционных (возраст гена), так и микроэволюционных (индекс отбора или интенсивность мутаций у современных организмов) характеристик генов".

Возраст гена показывает, на какой стадии эволюции ("ветви таксономического дерева") возник тот или иной ген: одни гены-гомологи встречаются только у высших приматов, другие - у всех млекопитающих, третьи - вообще у всех клеточных организмов. Для изучения индекса отбора, берут гены только близкородственных организмов (например, человека и человекообразных обезьян) и смотрят, как именно в ходе эволюции изменились одни и те же гены, их функции и роль в генных сетях.

Новую систему уже успешно "обкатывают" несколько групп исследователей. В частности, с её помощью оценили "эволюционный возраст" болезней, связанных с теми или иными генными сетями (таких известно более 70).

Оказалось, в развитии алкоголизма и никотиновой зависимости участвуют довольно древние гены, которые появились около 410 млн. лет назад (что соответствует времени возникновения насекомых). А вот в патогенезе астмы и ряда других автоиммунных заболеваний задействованы гены, большая часть из которых появились либо около 160 млн. лет назад, одновременно с возникновением плацентарных млекопитающих, либо ещё позже, около 55 млн лет назад, с возникновением приматов.

В другом исследовании разработанная программа используется для создания более полной картины генетических механизмов, "запускающих" болезнь Паркинсона. И этими примерами область применения предложенной разработки, как в ИЦиГ, так и в других научных центрах, не ограничивается.

Тем временем, как отметили в пресс-службе Института цитологии и генетики, сами разработчики заняты не только доработкой существующей программы, но и созданием новых ее модификаций, которые позволят осуществлять анализ генных сетей по другим параметрам. В перспективе эта работа может привести к созданию самостоятельной многослойной платформы, которая будет приспособлена для работы именно с генными сетями.



Cмотрите также:  Наука  Новосибирская область
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
******

С 7 по 24 декабря 2017 года в Новосибирске проходит XII международный Рождественский фестиваль искусств

*****

С 9 марта по 2 апреля 2018 года в Новосибирске пройдет V Транссибирский арт-фестиваль

*******

С 31 мая по 3 июня 2018 года в Чите пройдет VII Забайкальский международный кинофестиваль

*******
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Пробиотики вместо антибиотиков

Уникальные бактериальные препараты производят в наукограде Кольцово
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность

купить пальто женское сюда


О проекте Контакты Партнеры Статьи  
Rambler's Top100
*** Круглосуточный прокат автомобилей в Краснодаре от компании Юг-Автопрокат. Постоянная скидка 10%.
***Деловые объявления на board.com.ua
***SanRicci - мебель для ванной
***На БериКод Вы всегда найдёте промокод юлмарт для оформления заказа
Copyright © 2004-2009, РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12