Адрес e-mail:

Что могут биоинформатики

С момента расшифровки генома человека появились области биологии, изучающие данные, связанные с генетической информацией и ее реализацией на различных уровнях. В организме генетическая информация хранится в виде ДНК, и весь этот массив размером в 3 миллиарда пар нуклеотидов делится на участки — гены. Для передачи информации от конкретного гена и для последующего синтеза белка в качестве посредника используются молекулы РНК. Совокупность всех генов называется геномом. Полный набор РНК клетки — транскриптом (так как процесс синтеза РНК на матрице ДНК называется транскрипцией), а весь состав белков, характерный в конкретный момент для клетки, — протеом.

В марте этого года в МФТИ открылась новая лаборатория трансляционной геномной биоинформатики. Сотрудники лаборатории занимаются анализом геномных, транскриптомных и протеомных данных для последующего применения в лечении хронических и онкологических заболеваний. На первый взгляд это может показаться странным: зачем заниматься анализом биологических данных в МФТИ? Дело в том, что объемы данных, связанные с генетической информацией человека, действительно большие. Если расшифровка 50 генов «весит» примерно 100 МБ, то полная кодирующая последовательность генома уже займет 20 ГБ. Для работы в этой области недостаточно биологического образования, современный ученый должен быть разносторонним специалистом. На это указывает и состав лаборатории, объединяющий людей как с биологическим, так и с техническим образованием.



Возникновение и патогенез большинства заболеваний (в том числе и онкологических) связаны с генетикой. Уже десятки лет ученые ищут закономерности, которые влияют на развитие того или иного процесса. Данные разработки могут идти на разных уровнях. Можно сравнивать геномы здоровых и больных людей. Однако этой информации не всегда достаточно, так как по ней нельзя определить состав и концентрацию белков в интересующих образцах, а это не позволит найти патологически регулируемые процессы. Но зато транскриптом, включающий полную совокупность клеточных РНК, стоит гораздо ближе к фенотипу и позволяет точнее определить количественный профиль наработки белков и лучше отображает состояние клетки, ткани и органа.

Антон Буздин, заведующий лабораторией трансляционной геномной биоинформатики МФТИ: 

– Мы хотим первыми создать технологию прямого сравнения миллионов транскриптомов, полученных самыми разными способами. Это, например,  позволит выявить общие черты между разными  патологиями и предложить новые способы их лечения.

В лаборатории занимаются и анализом молекулярных путей и использованием машинного обучения для создания биомаркеров нового поколения. Ученые занимаются поиском молекулярных путей, активность которых связана с прогнозом ответа раковой опухоли на лечение. По транскриптомным данным можно провести количественный анализ и понять, активированы или подавлены выбранные молекулярные пути, а также предсказать реакцию на используемые противораковые препараты. Это не только позволяет предсказать эффективность лечения еще до его применения — в некоторых случаях выбирается альтернативный препарат, который не был бы рассмотрен без этой дополнительной информации.

Ученые используют транскриптомные данные для разработки персонализированного подхода в лечении онкобольных. Слабое сходство между разными опухолями и их индивидуальные особенности могут перестать быть проклятьем онкологии, став источником подбираемых индивидуально терапевтических комбинаций. Одна из компаний, проводящих коммерческие генетические исследования для проведения персонализированного лечения, — Oncobox — является партнером лаборатории. Пока что результаты обработки транскриптомов используются в клинике только для тяжелых и неопределенных случаев, где стандартное лечение не дает нужного результата. При назначении, сделанном на основе РНК-тестов Oncobox, контроль над болезнью достигался в 76% случаев, а при стандартных способах этот показатель составлял только 50%. 

«Похоже, что мы являемся одними из мировых лидеров в данной области. Математика действительно может помочь смоделировать персональные линии терапии. Теперь мы хотим объединить транскриптомику и глубокий анализ мутаций в опухоли для того, чтобы сделать лечение еще более эффективным», — заключает Антон Буздин.

Источник: "За науку".


Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2022 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Противодействие коррупции | Сведения о доходах

Политика обработки персональных данных МФТИ

Техподдержка сайта | API

Использование новостных материалов сайта возможно только при наличии активной ссылки на https://mipt.ru

МФТИ в социальных сетях