ИТиС

«Информационные технологии и системы - 2010»
33-я конференция молодых ученых и специалистов ИППИ РАН
20 – 24 сентября 2010г.

 

 

 

 

 

 

Просмотров:
Скачиваний:

Биоинформатика


Понедельник, 20 сентября Биоинформатика - 1
12:10 - 14:00 (Cессия 2)
Большой конференц-зал Председатель секции: д.б.н. М.С. Гельфанд

д.б.н. проф.  А.А. Миронов
Лекция: Роль РНК в регуляции на уровне хроматина
Будут представлены некоторые примеры регуляции структуры хроматина с помощью некодирующих РНК. В начале будут описаны основные действующие лица - хроматин, гистоны, модификации гистонов а также будет дан краткий обзор типов некодирующих РНК. Далее будут описаны некоторые частные системы. В частности будет описана система XIST, генный импринтинг некоторых генов человека, роль РНК в регуляции сплайсинга через структуру хроматина. Эта область в настоящее время активно развивается, тем не менее в ней множество интригующих вопросов. Практически каждая работа в этой области заканчивается словами, что есть эффект, но как это работает не понятно. Обзор основан на анализе работ 2009-2010 годов.

E.E. Khrameeva, A.A. Mironov, M.S. Gelfand
Functional Similarity and Chimeric Transcripts in Spatially Close Genome Domains Открыть работу
Recent progress in determination of 3D structure of nuclear chromatin allows one to study correlations between spatial proximity of genome domains and their functional state. We combined the 3D data from with the results of several high-throughput studies of the chromatin functional state and observed that the frequency of pairs mapping to two di®erent genome loci is higher among spatially proximal regions. The results also show that gene regions that are spatially close tend to have similar patterns of histone modi?cations, methylation state, open or closed chromatin state, and expression level.


Понедельник, 20 сентября Биоинформатика - 2
15:00 - 16:50 (Cессия 4)
Большой конференц-зал Председатель секции: д.б.н. М.С. Гельфанд

А.А. Никулова, А.А. Миронов, А.В. Фаворов
Предсказание и анализ консервативных транскрипционных регуляторных областей в геномах рода Drosophila Открыть  работу
Для понимания регуляции транскрипции генов необходимо знать закономерности, лежащие в основе группировки сайтов связывания факторов транскрипции и формирования ткане- специфичных регуляторных элементов. В данной работе мы попытались выявить консервативные правила взаиморасположения сайтов в регуляторных областях генов развития Drosophila, сравнить структуру регуляторных участков разных генов и выявить сходно регулирующиеся гены.

Малько Д., Михайлина Е.
Разработка уточненных методов картирования коротких фрагментов последовательностей на геномы эукариот. Открыть работу
Интенсивное развитие массовых методов секвенирования геномных последовательностей стимулирует разработку новых и оптимизацию существующих методов картирования коротких фрагментов последовательностей на геномы эукариот. В настоящей работе исследована точность различных методов картирования данных Solexa/Illumina на геномы трех мух рода Drosophila и проведена оценка видоспецифичности уровня покрытия короткими фрагментами различных участков белок-кодирующих генов.

Е. Ермакова
Эволюция альтернативного сплайсинга в близких видах дрозофил по данным массового секвенирования транскриптома.

Д. Виноградов
Транскриптом гречихи.

Виоланта Закирзянова
Эволюция экзон-интронной структуры инфузорий.

Степан Денисов
Эволюция сайтов сплайсинга.

А. Заика
Положительный отбор в альтернативно сплайсируемых областях.

S. Vinogradova, D. Vinogradov, A.A. Mironov
Analysis of Codon Usage Bias on a Genome-wide Scale Открыть работу
Synonymous codons for aminoacids are not used with equal frequency. Synonymous mutations are usually referred to as "silent," but increasing evidence shows that they experience significant selection pressures in a wide range of organisms. Selection for translational efficiency may reflect selection for rapid translation (speed selection), selection for translation with high fidelity (accuracy selection), or both. Our aim was to analyze the codon usage variation on a genome-wide scale in order to test whether codon usage bias can be explained by selection pressure or by stochastic reasons.


Понедельник, 20 сентября Биоинформатика - 3
17:10 - 19:00 (Cессия 6)
Большой конференц-зал Председатель секции: д.б.н. М.С. Гельфанд

И. Артамонова
Эволюция бактериальных пангеномов.
Е.Н. Гордиенко
Эволюция бактериальных пангеномов Открыть работу
С увеличением количества полностью секвенированных геномов бактерий появляется возможность проводить сравнения групп штаммов друг с другом. При этом обнаруживается, что внутривидовое разнообразие состава генома довольно велико. В работе описан подход к оценке эволюционных расстояний между группами штаммов, входящих в три рода семейства Энтеробактерий, на основе сравнения состава геномов. Оценена вариабельность геномного состава для проанализированных штаммов и проведена функциональная категоризация генов, обеспечивающих такую вариабельность.

С. Гарушянц
Горизонтальные переносы и эволюция геномов метаносарцин.

О. Бочкарева
Эволюция штаммов бактерий и геномные перестройки.

Казнадзей А.Д.
Изучение эволюции геномных локусов углеводного метаболизма у бактерий Открыть работу
Целью данной работы является исследование эволюционных особенностей геномных локусов, относящихся к углеводному метаболизму бактерий. В состав локуса, ответственного за метаболизм каждого конкретного сахара или группы сахаров, входит ряд генов, кодирующих белки, которые участвуют в биохимических превращениях углеводов, таких как фосфорилирование, гидролиз, изомеризация, а также трансмембранные переносчики и регуляторы транскрипции. Сравнение распределений семейств и подсемейств белков разных функциональных классов по бактериальному филогенетическому древу позволяет обнаруживать комбинации эволюционно совместимых групп и оценивать степень функциональной совместимости их представителей.

З. Червонцева
Эволюционные перестройки локусов, регулируемых факторами транскрипции семейства LacI.
Работа посвящена описанию перестроек в положении генов факторов транскрипции и регулируемых оперонов в локусах метаболизма сахаров, регулируемых факторами транскрипции семейства LacI.

Цой О.В., Остерман И.А.
Эволюция регуляторных взаимодействий в бактериях Открыть работу
Растущее количество данных и экспериментальных методик позволяет изучать организмы в контексте целых сетей, а не отдельных функциональных систем. Сеть транскрипционных факторов и сайтов связывания представляет значительную часть этой сети. Ранее были замечены мотивы, которые часто встречаются в таких сетях, и одним из наиболее распространенных является так называемый «треугольник».
Изучение таких мотивов представляется интересным уже не в рамках отдельных организмах, а в ряду близко родственных геномов, что позволит проследить за особенностями их эволюции.


Среда, 22 сентября Биоинформатика - 4
15:00 - 16:50 (Cессия 12)
Большой конференц-зал Председатель секции: д.б.н. М.С. Гельфанд

G.A. Bazykin, Alexey S. Kondrashov
Detecting past positive selection through ongoing negative selection Открыть работу
At any given moment, positive selection which favors currently rare, derived alleles affects only a small fraction of sites in the genome and, thus, is much rarer than negative selection, which favors common, ancestral alleles. A variety of methods for detecting positive selection, both past and ongoing, are in use, and a number of unambiguous cases of positive selection-driven allele replacements have been described at the sequence level. Still, neither of these methods is perfect. Here, we propose a method for detecting past positive selection through ongoing negative selection, based on comparison of the parameters of intraspecies variation at functionally important and selectively neutral sites where the same nucleotide substitution occurred recently. A reduced presence of recently replaced alleles at functionally important sites indicates that negative selection currently acts against these alleles and that their replacements were driven by positive selection. Application of this method to Drosophila melanogaster lineage shows that the fraction of adaptive amino acid replacements in it remained ~0.5 for a long time. In Homo sapiens lineage, however, this fraction drops from ~0.5 in the course of origin of Catharrhini to 0.1 in the course of origin of Hominidae, to 0 in the course of hominid evolution, perhaps due to the impact of a reduction of effective population size, which can mask past positive selection by elevating the level of nonsynonymous variation.

Olga A. Vakhrusheva, Sergey Naumenko, Georgii A. Bazykin
Edge of the Expanding Protein Universe: Exploration of Sequence Space by Very Remote Homologs Открыть работу
Space of modern protein sequences can be referred to as protein universe and has been formed as a result of divergent evolution. It is assumed that ancestral sequences for many present-day proteins existed in the last universal common ancestor (LUCA). If divergence of proteins that have been evolving since LUCA continues, it can be described in terms of ongoing protein universe expansion. Such expansion would mean that substitutions corresponding to new states in amino acid space for a given position in a given protein are more frequent. Processes shaping protein universe can be inferred from studies on clusters of orthologous proteins from triplets of closely related genomes and sets of more distant genomes. Here, we analyze the trends in exploitation of sequence space in very divergent amino acid positions.

Лёушкин Е.В., Кондрашов А.С., Базыкин Г.А.
Эволюция кодирующей последовательностей ДНК в участках инсерций и делеций Открыть работу
Инсерции и делеции (инделы) в кодирующей области ДНК играют значительную роль в эволюции белков. В работе исследуются инделы длиной до 60нт, не вызывающие сдвига рамки считывания. Подавляющее большинство инсерций представляет собой тандемные дупликации. Инделы преимущественно возникают в участках с ослабленным отрицательным отбором, и приводят к дальнейшему увеличению скорости точечных нуклеотидных замен в своей окрестности. Со временем скорость эволюции в окрестности индела снижается. Показано, что сама последовательность инсерции имеет высокую скорость эволюции сразу после вставки, которая со временем также постепенно снижается. По-видимому, окружение вставки/делеции адаптируется к новой структуре белка, в результате чего скорость эволюции снижается. Результаты теста Макдональда-Крейтмана и анализа ранних замен показывают, что многие из точечных нуклеотидных замещений в инсерциях на начальном этапе из эволюции имеют адаптивный характер.

Nadegda Terekhanova, Georgii A. Bazykin
Parallel evolutionary trajectories at sites of multiple amino acid replacements in Drosophila Открыть работу
Homoplasies, and parallelisms in particular, can carry information about the fitness landscape. We studied the codons in which the same amino acid originated by two nonsynonymous substitutions from a common ancestor twice independently on the phylogeny of Drosophila genus. Under a neutral evolution scenario, the two substitutions in such codons will have proceeded in a random order, and we correspondingly expect that the order of these substitutions in different species will coincide in 50% of cases. However, in 23 of 30 such cases, both substitutions occurred in the same order, i.e. lead through the same intermediate amino acid, as evidenced by an ingroup species. This result implies that the fitnesses of the two intermediate variants in two-substitution codons are usually substantially different, with one variant being usually substantially more fit than the other.

S. Naumenko, A. Kondrashov, G. Bazykin
Frequency of reversals in evolution of vertebrates and insects decreases on increased phylogenetic distance between substitutions Открыть работу
Functional evolution of protein sequences takes place on a fitness landscape, and each amino acid substitution can increase or decrease fitness or leave it invariant. The rate of reversals – amino acid substitutions that give rise to an ancestral amino acid – is relevant to the shape of the fitness landscape and its dynamics. Here, we show that reversals are very frequent in evolution of vertebrates and insects. The fact that amino acid has been present in the evolutionary history of a given amino acid position significantly increases the probability of reversal into this amino acid. The rate of reversals decreases with increased phylogenetic distance. Phylogenetic distance affects the frequency of reversals stronger than other factors.


Среда, 22 сентября Биоинформатика - 5
17:10 - 19:00 (Cессия 14)
Большой конференц-зал Председатель секции: д.б.н. М.С. Гельфанд

 К. Ю. Попадьин
Как жить долго? Анализ полного митохондриального генома голого землекопа Heterocephalus glaber.

Мария Баранова, Константин Попадьин
Существует ли генетическая компонента вымирания? Открыть работу
Для того чтобы судьба мутантных аллелей определялась преимущественно генетическим дрейфом, эти аллели не обязательно должны быть строго нейтральными, т.е. совершенно эквивалентными по приспособленности. Необходимо лишь, чтобы их селективное преимущество, или «вредность», измеряемые коэффициентом отбора s, не превышали величины, обратной удвоенному эффективному размеру популяции: s < 1/(2Ne) . Существуют и более мягкие определения почти нейтральных генов:s < 1/Ne. В любом случае в соответствии с определением, чем меньше эффективный размер популяции, тем большая доля мутаций будет эффективно-нейтральной и тем выше вероятность фиксации этих мутаций. На данный момент уже показано, что популяции с низкой эффективной численностью быстрее накапливают слабо-вредные мутации: островные популяции в сравнении с континентальными, популяции крупных млекопитающих в сравнении с мелкими видами. И хотя скорость накопления мутаций научились хорошо оценивать, до сих пор остается непонятным, влияют ли эти мутации в совокупности на приспособленность видов, а скорость их накопления на повышение риска деградации. Поиском связи между эффективной численностью популяции, скоростью накопления в ней слабо-вредных мутаций и приспособленностью видов мы занимались в данном исследовании.

Александра Ахмадуллина
Эволюция сайтов митохондриального генома, ассоциированных с болезнями человека. Открыть работу
С мутациями в митохондриальном геноме ассоциировано множество энцефаломиопатий – болезней нервной ткани и патологий скелетной мускулатуры человека. На сегодняшний день аннотировано 936 мутаций, приводящих к более чем 50 болезням, большинство из которых проявляется в пострепродуктивный период. Некоторые болезни развиваются уже при небольшой доле мутантных митохондриальных геномов в изучаемых клетках (гетероплазмия), другие развиваются только при достижении мутантным митохондриальным геномом 100 % внутри клеток больной ткани (гомоплазмия). С целью найти закономерности распределения патогенных мутаций, мы провели внутривидовой и межвидовой анализ сайтов, а так же изучили физико-химические и структурные особенности митохондриальных белков и транспортных РНК. Полученные результаты будут использованы в предсказании новых мутаций митохондриального генома человека.

 О. Нечай
Транспортные РНК прокариот: влияние на скорость молекулярной эволюции частот использования кодонов и стабильности молекул тРНК.

Александр Панчин, Сергей Митрофанов, Андрей Алексеевский, Сергей Спирин, Юрий Панчин
Зависимость мутационных процессов в геноме человека от контекста Открыть работу
Значительное увеличение частоты транзиции C>T в первой позиции динуклеотида CG в геноме человека является хорошо изученным примером зависимости процессов мутагенеза от нуклеотидного контекста. В данном случае резкие изменения частоты мутаций связаны с работой фермента ДНК метилазы. Таким образом, изучение влияния нуклеотидных контекстов на мутационные процессы не только интересно само по себе, но может помочь поиску новых механизмов мутагенеза. Использование геномов шимпанзе и орангутана позволило восстановить предковое состояние 6,530,908 одиночных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) человека и определить направление мутаций. Изучена зависимость частот мутаций от 1-5 нуклеотидных контекстов. Например, выяснилось, что транзиция T>C происходит во второй позиции мотива ATT/AG примерно в 3.5 раза чаще, чем траниции T>C в среднем по всем мотивам. Это сравнимо с увеличением частоты транзиций C>T в первой позиции динуклеотида CG (в 4.7 раза). Обсуждаются и другие эффекты.


Четверг, 23 сентября Биоинформатика - 6
12:10 - 14:00 (Cессия 17)
Большой конференц-зал Председатель секции: д.б.н. М.С. Гельфанд

Semen Leyn, Dmitry Rodionov
HexR – new central carbohydrate metabolism transcription regulator. Comparative approach study Открыть работу
Recently new central metabolism regulator HexR was found in Pseudomonas species. In this paper we apply comparative genomic approach to analyze HexR regulation in 95 genomes of Gamma- and Beta-proteobacteria. The regulon content vary significantly among 9 groups of studied bacteria. HexR controls from 1-2 target operons in Enterobacteria and up to 19 operons in the Aeromonadales group. Most of the genes predicted to be under regulation of HexR encodes metabolic enzymes of the central glycolytic pathways. The predicted DNA-binding motifs of HexR regulators possesses 20-nt palindromic structure and a common consensus nTGTAnnnnnnnTACAn (where 'n' denotes any nucleotide). In Pseudomonadales group we found two paralogs of HexR, one with the conventional motif and another one with a substantially different motif with consensus nTGTTGTnACAACAn.

Klimova Evgeniya, Ravcheev Dmitriy
Кислород-зависимая регуляция азотфиксации в Alphaproteobacteria Открыть работу
Азотфиксация – это сложный биохимический процесс превращения молекулярного азота в ионы аммония, которые впоследствии включаются в органические соединения клети. Данный процесс достаточно широко таксономически распространен среди бактерий и архей, однако до сих пор его изучение было ограничено лишь несколькими модельными организмами. Наиболее хорошо азотфиксация исследована в Alphaproteobactiria. Процесс азотфиксации осуществляется за сч?т фермента нитрогеназы, которая крайне чувствительна к присутствию молекулярного кислорода (в аэробных условиях нитрогеназа разрушается). По этой причине существует система регуляции азотфиксации, сигналом для которой является наличие молекулярного кислорода. В частности, ответ на присутствие кислорода на уровне экспрессии генов осуществляется гомологичными факторами транскрипции FnrN, регулирующим свою активность самостоятельно в ответ на присутствие кислорода, и FixK, регулируемом двухкомпонентной системой FixL-FixJ. В настоящей работе FnrN-, FixK и FixL-FixJ-зависимая регуляция азотфиксации в Alphaproteobacteria была исследована методами сравнительной геномики и найден мотив связывания белка FixJ.

 Е. Яловая
Азот-зависимая регуляция азотфиксации у альфапротеобактерий.

 И. Жаров (МФТИ ГУ)
Исследование регуляторов семейства MerR методами сравнительной геномики.
У Bacillus subtilis регуляторный белок BltR семейства MerR активирует транскрипцию ге-нов, кодирующих транспортер множественной лекарственной устойчивости Blt и спер-мин/спермидин-ацетилтрансферазу BltD. Мотивы связывания гомологов регулятора тран-скрипции BltR найдены в 26 бактериальных геномах. Анализ регулонов показал, что белки подсемейства BltR являются локальными активаторами. Регулируются преимущественно гены, кодирующие транспортеры надсемейств MATE и ABC и ацетилтрансферазы. Ацети-лтрансферазы гомологичны BltD B. subtilis. MATE-транспортеры являются Na+/H+-антипортерами, а ABC-транспортеры используют энергию гидролиза АТФ. Филогенетиче-ский анализ показал, что эти транспортеры гомологичны экспериментально охарактеризо-ванным транспортерам множественной лекарственной устойчивости.

И.А Суворова
Белок Prp2 подсемейства FadR – новый вариант регуляции метаболизма пропионата Открыть работу
Специфичность ДНК-белковых взаимодействий - важная проблема современной молекулярной биологии. В изучении данного вопроса активно используется биоинформатический подход, основанный на поиске корреляций в изменениях последовательности белка и его сайтов связывания. В настоящей работе рассматриваются: малоисследованный ранее вариант регуляции метаболизма пропионата при помощи регуляторного белка Prp2 из подсемейства FadR семейства GntR, его регуляторный сайт, а также анализируются изменения в составе регулонов – групп корегулируемых генов.

К.В. Лопатовская, А.В. Селиверстов, В.А. Любецкий
Регулоны факторов NtcA и NtcB у цианобактерий и багрянок Открыть работу
Рассмотрено большое количество видов цианобактерий и хлоропластов Rhodophyta в связи с регуляторной активностью факторов NtcA и NtcB перед различными генами, большей частью связанными с метаболизмом азота. Это позволило предсказать много новых сайтов связывания этих факторов, существенно уточнить консенсус сайтов связывания, предсказать эволюцию NtcA- и NtcB-регулонов и опровергнуть гипотезу о существенной роли у подавляющего большинства видов NtcA-регуляции генов, вовлеченных в фиксацию углерода, и генов фотосистем.

М.Э. Борисова
Регуляция SOS-ответа Протеобактерий: сравнительно-геномный анализ фактора транскрипции LexA и сайтов его связывания Открыть работу
SOS-ответ представляет собой индуцируемую реакцию клеток на резкую остановку синтеза ДНК. В обычных же условиях белок LexA (или его ортолог в Грам-положительных бактериях — DinR) репрессирует все гены SOS-ответа, связываясь со специфическими последовательностями в промоторных областях. В работе были исследованы полные геномы Протеобактерий на наличие в них ортологов генов Esherichia coli, регулируемых белком LexA, и наличие перед ними сайтов связывания. Было показано, что: топология дерева белков LexA коррелирует со структурой мотива, в Бета-протеобактериях обнаружен далёкий гомолог sulA - sulA*, который в большинстве геномов имеет потенциальный сайт связывания LexA.


Четверг, 23 сентября Биоинформатика - 7
15:00 - 16:50 (Cессия 19)
Большой конференц-зал Председатель секции: д.б.н. М.С. Гельфанд

Светлана Петрова, Алексей Витрещак, Михаил Гельфанд
Cравнительно-геномный анализ структур РНК, регулирующих трансляцию генов рибосомных белков у протеобактерий и фирмикут Открыть работу
Один из важных механизмов регуляции генов связан с образованием вторичной структуры мРНК в регуляторной (или лидерной) области гена. Такой механизм регуляции имеется как у бактерий, так и у эукариот. Рибосомный белок связывается с регуляторным сайтом мРНК, имитирующим сайт связывания рибосомного белка с рибосомой. При связывании запирается сайт инициации трансляции и рибосомальные гены не экспрессируются. В данной работе мы проследили за протяженностью уже известных регуляторных мРНК сигналов. А также предсказали новые регуляторные элементы в классе фирмикут. В частности, филогенетический анализ str,aplha, spc регуляторных сайтов показал, что регуляция ограничена только гамма-протеобактериями, причем, отсутствует в нескольких семействах гамма-протеобактерий, более близких к бета- протеобактериям. В другом случае, регуляция оперона L21-L17 сохранена во всех фирмикутах, кроме молликут. Бактерии этой группы имеют сильно вырожденный геном (в 5-10 раз меньше чем у других бактерий), и регуляция часто теряется. Регуляторная структура оперона L21-L27, а также для еще двух оперонов - L19,L13-S9 предсказана нами. Никаких данных о регуляции данных оперонов ранее не встречалось.

 С. Петрова
Ко-эволюция рибосомных белков и рРНК.

Яков Давыдов, Александр Тоневицкий
Изучение копийности рибосомального белка L7 Открыть работу
Одним из наиболее сложных для изучения участков рибосомы является, так называемый, L7/L12 стержень, включающий в себя белки L10 и L7. Комплекс белков L10 и L7 кишечной палочки содержит четыре молекулы белка. В 2005 году было показано, что рибосома T. maritima содержит не четыре, а шесть молекул белка L7. Предложен метод определения in silico числа молекул L7 в рибосоме бактерии. Был проведён анализ эволюции прокариотического белка L7.

Yuriy Korostelev, Jennifer Gerton
Covalent protein-RNA complexes extraction Открыть  работу
We developed a protocol for covalent protein-RNA complexes extraction from yeast. The complexes are extracted from lysate using centrifugation in a cesium chloride gradient and then puried on a glass fiber filter. Analysis of RNA from the complexes shows that it is a population of small-sized RNAs the majority of which are 200 nucleotides long.

В. Степанова, A. Рахманинова
Разбиение семейства S8 растительных сериновых протеаз на группы специфичности с помощью компьютерных методовОткрыть  работу
Для разбиения семейства растительных сериновых протеаз на группы специфичности было применено два различных подхода. В первом случае на основе множественного выравнивания было получено такое разбиение, которое обеспечивало нахождение лучших SDP-позиций. В другом случае на основе попарного выравнивания доменов был примен?н метод поиска ортологов. Полученные результаты позволяют говорить о существовании групп специфичности внутри указанного семейства.

 Павел Шелякин
Эволюция родопсинов.

Ербол Курамангалиев
Изучение эволюции сайтов ацетилирования лизина в белках позвоночных Открыть работу
Ацетилирование лизина является одним из основных типов пост-трансляционных модификаций. В данной работе мы реконструировали эволюцию более 1000 сайтов ацетилирования лизина в белках человека среди 6 видов позвоночных. Сравнение векторов замен ацетилированных и неацетилированных остатков лизина показала значимые различия между ними. Это является подтверждением гипотезы о том, что модифицированные остатки с точки зрения биохимии являются «новыми» типами аминокислот и эволюционирует отлично от своих немодифицированных аналогов.

 Н. Быкова
Эволюция сигнальных пептидов.

Четверг, 23 сентября Биоинформатика - 8
17:10 - 19:00 (Cессия 21)
Большой конференц-зал Председатель секции: д.б.н. М.С. Гельфанд

Е.Д.Ставровская, Д.А.Родионов, А.А. Миронов, И. Дубчак, П.С.Новичков
Вероятностный подход для выявления состава регулона. Различные способы определения меры принадлежности гена к регулону. Открыть работу
Распознавание транскрипционных регуляторных сетей – одна из интереснейших задач, с которой столкнулось биоинформатическое сообщество в связи с постоянно растущим количеством полных геномов. Сравнительно-геномный подход с успехом использовался для анализа транскрипционной регуляции многих метаболических систем в различных бактериальных таксономических группах. Консервативность сайта перед геном в группе родственных геномов свидетельствует в пользу регуляции гена данным транскрипционным фактором. Традиционно для определения регуляторных сайтов при поиске с помощью профильной матрицы устанавливают некоторый оптимальный порог на вес сайта. В данной работе предложены три способа определения меры принадлежности гена к регулону на основании эволюционной консервативности сайта. Две меры основаны на выборе оптимального порога на вес сайта, а третья использует альтернативный подход.

Гайдукова А.П., Ставровская Е.Д., Миронов А.А.
Инструментальное средство поиска регуляторных мотивов в геномах Открыть работу
В процессе жизнедеятельности клетки не все гены экспрессируются одновременно. Это достигается за счет регуляции. Понимание механизма регуляции экспрессии генов – важнейшая задача биологии. При изучении регуляции экспрессии на уровне транскрипции важно не только определить белки-регуляторы (транскрипционные факторы), но и участки их связывания с последовательностью ДНК. В настоящее время в открытом доступе находится большое количество секвенированных геномов и данных по экспрессии генов, что позволяет изучать регуляцию путем анализа последовательностей с помощью вычислительных методов. Задача поиска регуляторных мотивов в наборе последовательностей ДНК – классическая задача биоинформатики. К настоящему моменту создано огромное количество алгоритмов поиска мотивов, однако все они имеют свои ограничения, и не существует универсального алгоритма, который решает эту задачу. Известно, что алгоритмы, комбинирующие различные методы, наиболее эффективны и универсальны. В данной работе мы представляем алгоритм поиска мотивов в последовательностях ДНК, совмещающий словарные техники и методики, использующие скрытые марковские модели.

Д. Митева, Е. Ставровская, А. Б. Рахманинова, А. А. Миронов
Поиск сигналов инициации трансляции у Cyanobacteria. Открыть работу
Инициация трансляции в прокариотах, как правило, осуществляется путем связывания рибосомы с областью Шайна-Дальгарно. Исключение составляют лишь несколько бактериальных групп, у которых эта область отсутствует или представлена слабо. Примером являются Cyanobacteria. В данной работе проведена биоинформатическая проверка двух известных из экспериментальных работ предположений о механизме регуляции трансляции в Cyanobacteria.

Шинкарюк А.Г.
Разработка универсального математического метода обнаружения скрытой периодичности в аминокислотных последовательностях Открыть работу
Скрытые аминокислотные повторы широко распространены в белковых последовательностях и отражают их структуру и возможное функциональное предназначение. Так, белки, отвечающие одному функциональному семейству, во многих случаях имеют одинаковый скрытый период. Это делает задачу выявления скрытой периодичности чрезвычайно важной. Однако существующие методы обнаружения периодичности имеют различные недостатки: невозможность учесть возможные вставки и делеции символов, работа лишь со случаями явной периодичности и, наконец, требовательность к вычислительным ресурсам. В связи с этим был разработан универсальный метод выявления скрытой периодичности, устраняющий перечисленные недостатки. Приведены результаты сканирования банка данных Swiss-Prot и сравнение работы алгоритма с существующими аналогами.

  Ф. Еникеева
Моделирование взаимодействие фага и CRISPR-систем.

 K. Schmitt
Inference of regulatory relationships in human urothelial cancer - 1.

 M. Bock
Inference of regulatory relationships in human urothelial cancer - 2.

Alexander Favorov, Dmitris Lvovs, William Speier, Giovanni Parmigiani, Michael F. Ochs
ONION: an XML format to exchange gene-related probabilities Открыть работу
We present here an XML format, ONION, that is designed to encode biological relationships in a Bayesian form. Any ONION consist of a dictionary that lists the names of biological objects (words) we speak about (e. g., lists all the loci and alleles of interest), a set of expressions that are Boolean functions on predicates about the words, and a set of statements that refer to the expressions in a Bayesian way. The essence of the predicates is out of scope of the format. Statements occur in blocks, each arising from a single data source with an ascribed reliability. While this work grows out of encoding prior knowledge of potential gene interactions, the framework presented here is general. In fact, the interpretation of the encoded information is on the receiver of the XML. The format is able to establish communication between a wide variety of genome-scale informatics and analysis tools.