В России создали систему для моделирования полезных микробов

МОСКВА, 18 сен – РИА Новости. Программный комплекс для работы с геномами микроорганизмов создали ученые ИЦиГ СО РАН. По их словам, разработка поможет упорядочить данные о генетическом материале бактерий, будет способствовать дальнейшим исследованиям и выведению новых полезных штаммов микробов. Результаты опубликованы в сборнике конференции Parallel Computing Technologies.

Ученые Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (ИЦиГ СО РАН) разработали программный комплекс для анализа геномов микроорганизмов.

По словам экспертов, разработка важна не только для упорядочивания данных в самом хранилище, но и для проведения сравнительного анализа разных организмов друг с другом с целью дальнейшего планирования новых генетических экспериментов (например, добавление новых генов методами генной инженерии).

Специалисты отметили, что сегодня в хранилище геномов микроорганизмов, с которым работают ученые ИЦиГ, находится информация о порядка полутора тысяч штаммов, причем эти данные разнородные, начиная от простых коротких прочтений и собранных геномов и заканчивая полногеномными аннотациями и математическими моделями.

Понятие "полногеномная аннотация" подразумевает получение полной последовательности генетически наследуемой информации генома. Далее с помощью аналитических программ определяется то, какие функциональные гены там находятся. Ученые могут использовать созданное программное обеспечение для сравнения различных штаммов и прогнозирования новых свойств микробов.

Исследователи ведут также поиск оптимальных метаболических путей для эффективного производства полезных веществ (например, аминокислот) с помощью изменения генетического набора либо среды обитания микроорганизмов.

«

"Использование бактерий в производстве веществ для фармакологии, кормовых добавок, бытовой химии – это уже чисто прикладная задача, которая подразумевает работу по соглашениям с промышленными партнерами", – прокомментировал младший научный сотрудник сектора биоинформатики и информационных технологий в генетике ИЦиГ СО РАН, выпускник аспирантуры ИЦиГ Алексей Мухин.

Он добавил, что сейчас проект используют в рамках одного исследовательского центра, в перспективе он будет доступен и другим ученым, работающим с геномами бактерий. Биологи ИЦиГ СО РАН с помощью разработанного программного комплекса проводят аналитические вычисления на уже собранных и аннотированных геномах без применения экспериментальных методов.

"Предложенная система решает задачи института в представлении генетической информации наших штаммов в совокупности с математическими моделями метаболизма", – подчеркнул Мухин.

В данном проекте работают биологи, математики и программисты.

В ИЦиГ СО РАН отметили важность того, что в проекте задействованы молодые ученые:

"IT-специалист Алексей Мухин пришел в научную аспирантуру ИЦиГ и со временем занял одну из ключевых ролей в нашем коллективе, ведущем разработки в области математического моделирования микроорганизмов. Его вклад стал именно тем "кирпичиком", которого им не хватало, поскольку в коллективе преобладают генетики и биологи. Так научная аспирантура дает старт карьере молодого ученого, а институту позволяет привлекать необходимые молодые таланты в работу своих исследовательских групп", – рассказал ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Сергей Лашин.

По словам специалистов ИЦиГ СО РАН, важность создания собственного программного обеспечения подчеркивали, в частности, на круглом столе, организованном Курчатовским геномным центром на X Международном форуме технологического развития "Технопром-2023".