Ученые предложили новый алгоритм для быстрого и точного изучения ДНК

ДНК
Алгоритм, предложенный учеными, определяет, какие области в ДНК являются генами, а какие - нет. Для этого можно использовать марковскую цепь (последовательность случайных событий, будущее которых зависимо от прошлого), обучаемую на уже известных генах.

МОСКВА, 13 янв — РИА Новости. Международная группа ученых из Германии, Америки и России, при участии заведующего кафедрой Московского физико-технического института (МФТИ) Марка Бородовского, предложила алгоритм, который автоматизирует и сделает более эффективным поиск генов, статью о своем исследовании ученые опубликовали в журнале Bioinformatics.

Разработка относится к области биоинформатики — дисциплины "на стыке наук". Биоинформатика — это набор методов математики, статистики и информатики, применяемых для исследования биологических молекул, таких как ДНК, РНК и белки. Одной из важных задач биоинформатики является аннотация генома — определение того, с каких именно участков молекулы ДНК синтезируются РНК и белки. Такие области — гены — представляют особый научный интерес. Для многих исследований нужна информация не обо всей ДНК (длина которой составляет 2 метра только для одной человеческой клетки), а о ее наиболее информативной части — генах. Выявление генных участков происходит на основе поиска сходства фрагментов последовательности с уже известными генами или путем обнаружения характерных для генов закономерностей чередования нуклеотидов. Этот процесс осуществляется с помощью предсказательных алгоритмов.

Найти генныe участки — нетривиальная задача, особенно в эукариотических организмах, к которым относятся практически все широко известные виды, кроме бактерий. Это происходит из-за того, что у таких клеток передача наследственной информация усложнена наличием "разрывов" в кодирующих областях (интронов) и отсутствием однозначных признаков для определения того, является ли область кодирующей или нет.

Алгоритм, предложенный учеными, определяет, какие области в ДНК являются генами, а какие — нет. Для этого можно использовать марковскую цепь (последовательность случайных событий, будущее которых зависимо от прошлого), обучаемую на уже известных генах.Состояниями цепи в данном случае являются либо нуклеотиды, либо нуклеотидные "слова". Алгоритм определяет наиболее вероятное разбиение генома на кодирующие и некодирующие области, наилучшим образом классифицирующую геномные фрагменты по их способности кодировать белки или РНК. Экспериментальные данные, полученные из РНК, дают дополнительную полезную информацию, на которой можно обучить модель используемую в алгоритме. Некоторые программы-предсказатели генов могут использовать эти данные для улучшения точности нахождения генов. Однако такие алгоритмы требуют обучающую выборку, на которой будет происходить видо-специфичная тренировка модели.Например, для программы AUGUSTUS, показывающей высокую точность, необходима тренировочная выборка из генов. Такое множество можно получить с помощью другой программы — GeneMark-ET — которая относится к категории само-тренирующихся алгоритмов. Эти два алгоритма и объединил алгоритм BRAKER1 предложенный совместно авторами AUGUSTUS и GeneMark-ET.

BRAKER1 показал высокую эффективность. Разработанную программу скачало уже более 1500 различных центров и лабораторий, пишет пресс-служба МФТИ. Тестирование алгоритма показывает его существенно более высокую точность по сравнению с другими алгоритмами. Примерный хронометраж BRAKER1 на одном процессоре составляет ∼17.5 часов для обучения и предсказания генов на геноме длиной 120 миллионов пар оснований. Это хороший результат, учитывая, что время может быть значительно уменьшено за счет использования параллельных процессоров а значит в перспективе алгоритм может работать еще быстрее и, в целом, эффективнее.

"Подобные инструменты помогают решать множество различных задач. Точная аннотация генов в геноме черезвычайно важна. Например, уже опубликованы первые результаты глобального проекта "1000 человеческих геномов", запущенного в 2008 году при содействии 75 лабораторий и компаний. В результате было обнаружено последовательностей редких генных вариантов — замен в генах, некоторые из которых приводят к болезням. При диагностике генетических заболеваний очень важно понимать, какие замены в участках генов приводят к возникновению болезней. В процессе проекта расшифровываются геномы различных людей, особенно кодирующие их части и выявляются редкие замены нуклеотидов. В будущем это поможет медикам диагностировать такие сложные заболевания, как болезни сердца, диабет и рак. BRAKER1 позволяет эффективно работать с геномами новых организмов ускоряя аннотацию геномов и получение критически важных знаний в науке о живой природе", — говорится в сообщении МФТИ.

РИА Наука
Обсуждение
2 пользователя оставили 2 комментария
  • Пусти козла в огород...
    04:25
    14.01.2016
  • Осваивать другие планеты будут генетически измененные люди. Дарвин "нервно курит" в сторонке.
    19:18
    14.01.2016
Партнеры



Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.