Региональное информационное агентство
поиск по статьям и новостям

Новосибирские ученые изучили "эволюционный возраст" многих заболеваний

18.11.2017, 17:26      Новости Новосибирска

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.

Источник: ria-sibir.ru
 Читайте также:

Хоккей: «Сибирь» одолела «Трактор»

Болельщики во время матча Вчера состоялся очередной выездной матч регионального чемпионата КХЛ, в рамках которого новосибирские хоккеисты встретились с командой «Трактор» (Челябинск). Матч закончился победой ХК «Сибирь». Счет встречи составил 4:3 в пользу «Сибири». ..

Водитель сбил спутника почтальона и попытался отнять деньги

28-летний мужчина напал на женщину-почтальона в поселке под Новосибирском. Он сбил сопровождавшего почтальона мужчину на своем автомобиле, а после попытался отобрать у женщины сумку с деньгами, угрожая гаечным ключом. Нападение на почтальона и ее спутника произошло днем 9 де..

Энергетики отказались дать тепло застройщикам-должникам

Несколько строящихся жилых домов в Новосибирске не будут подключены к отоплению и горячей воде за долги перед АО «Сибэко». Энергетики отказались подключить к коммуникациям дома «СтройМастера» и «ПТК-30». Компания «Сибэко», которая поставляет тепло и горячую воду в дома нов..

К Новому году закопают: один из выездов на улицу Ватутина закрыли из-за ремонта трубы

Проезд по улице закрывают с 11 декабря Власти Новосибирска закроют проезд по улице Вертковской около перекрёстка с Ватутина до конца месяца. «С 11 декабря закрывается движение транспорта по улице Вертковской в районе автостоянки на улице Ватутина, 30, корпус 2. Объезд д..

На совещании под руководством врио Губернатора Андрея Травникова обсудили перспективу строительства новой ледовой арены в районе Северного аэродрома

Временно исполняющий обязанности Губернатора Новосибирской области Андрей Травников 11 декабря провёл рабочее совещание по вопросу строительства в г. Новосибирске новой ледовой арены. В совещании приняли участие члены Правительства Новосибирской области, руководители муниципалите..

После публикации НГС прокуроры нагрянули с проверкой на автобусную остановку

Прокуроры проверят безопасность конечной остановки на маршруте № 60 Прокурор Новосибирска Денис Ференец начал проверку после публикации на НГС об опасной остановке на маршруте № 60 и низких зарплатах водителей. «В ходе проверки будет дана оценка исполнению законодательс..

Центры занятости населения Новосибирской области провели мероприятия в рамках Декады инвалидов

Услуги центров занятости в приоритетном порядке были оказаны гражданам с ограниченными возможностями.Так, в рамках Декады инвалидов специалисты отдела занятости населения Первомайского района г. Новосибирска провели ярмарку вакансий для граждан с ограниченными возможностями. В ме..

Ведро подарков: японцы поздравили Шилку с четвёртым днём рождения

Дочка белых медведей Кая и Герды Шилка сегодня, 11 декабря, отмечает свой четвертый день рождения — в зоопарке японского города Осака ей подарили большое чёрное ведро для игр. Шилка живёт в Японии с марта 2015 года Шилке на день рождения подарили большое чёрное пластико..

Мнение редакции интернет сайта riasv.ru никогда не совпадает с мнением, высказанным в новостях.

Пользовательское соглашение   |   Контактная информация   |   Города
Copyright © 2014-2017 riasv.ru - региональное информационное агентство