Красноярские ученые создали алгоритм быстрого поиска сходных последовательностей, который позволяет до 10 раз и более повысить скорость анализа структур геномов, сообщил ТАСС один из авторов работы, доктор физико-математических наук, профессор Института космических и информационных технологий Сибирского федерального университета (СФУ) Сергей Царев.

Открытые базы данных по генетическим структурам позволяют исследователям в режиме онлайн-запросов искать близкие генетические структуры или их части для анализа геномов, однако время выполнения такого запроса иногда исчисляется сутками. С аналогичной проблемой ученые сталкиваются и при сборке полного генома организма, в частности, геномов хвойных растений, особенность которых - большая доля повторов. Такой процесс занимает недели работы крупных вычислительных кластеров. Математики в настоящее время работают над созданием быстрых алгоритмов поиска совпадающих подпоследовательностей в больших массивах подобных текстовых данных.

"Наш метод называется "быстрый поиск с обобщенной шкалой нониуса". Идея напоминает работу штангенциркуля, который имеет штангу с основной шкалой и нониус - вспомогательную шкалу для отсчета долей делений. Этот принцип позволяет резко повысить скорости работы - в 10 раз, иногда больше. Кроме того, наш алгоритм может найти сходные участки ДНК там, где другие алгоритмы могут их пропустить", - рассказал Царев.

По его словам, быстрые алгоритмы поиска в текстах - область, применяемая чуть ли не везде в современном мире. Например, искать информацию в Google получается за считанные секунды, потому что там, кроме быстрых компьютеров, имеются весьма изощренные алгоритмы быстрого поиска нужной информации в накопленных данных. Другой пример - поиск сходных текстов системами типа "антиплагиат", поиск ошибок в больших текстах и так далее.

Разработка алгоритма, по словам Царева, началась в 2015 году - тогда совместно с красноярским биофизиком, профессором Михаилом Садовским решено было разработать новый алгоритм быстрого поиска, учитывая специфику геномики. Первых результатов ученым удалось достичь уже в 2016 году и продемонстрировать работу алгоритма на геноме человека и геноме одной из разновидностей дрозофилы. Сравнивая полученные результаты с имеющимися алгоритмами поиска в геномной информации, в том числе со самым старым из них BLAST, оказалось, что алгоритм красноярских ученых значительно превосходит их по скорости поиска данных.

В дальнейшем исследователи намерены встроить свой алгоритм в имеющиеся алгоритмы поиска в геномных базах данных, ускорив их работу. "Также планируем опробовать эту идею в смежных областях - поиск сходных текстов в системах типа "антиплагиат", ускорение поиска в интернете - тут, конечно, своя область, но и там явно возможен прогресс", - отметил Царев.

Источники

Ученые СФУ сумели в десятки раз увеличить скорость анализа генома
Margust (gazeta-margust.ru), 25/07/2018
Ученые СФУ сумели в десятки раз увеличить скорость анализа генома
ТАСС, 25/07/2018
Ученые СФУ сумели в десятки раз увеличить скорость анализа генома
Новости обо всем (newsae.ru), 25/07/2018
Ученые СФУ сумели в десятки раз увеличить скорость анализа генома
Спутник Новости (news.sputnik.ru), 25/07/2018
Ученые СФУ сумели в десятки раз увеличить скорость анализа генома
NewsRbk.ru, 25/07/2018
Ученые СФУ сумели в десятки раз увеличить скорость анализа генома
АНО Модернизация (i-russia.ru), 25/07/2018
Ученые СФУ сумели в десятки раз увеличить скорость анализа генома
Cokrat.ru, 25/07/2018
Ученые СФУ сумели в десятки раз увеличить скорость анализа генома
Russian IT World (ritworld.com), 26/07/2018
Ученые СФУ создали алгоритм, который позволяет резко повысить скорость анализа генома
Научная Россия (scientificrussia.ru), 07/08/2018
Ученые СФУ создали алгоритм, который позволяет резко повысить скорость анализа генома
1k.com.ua, 07/08/2018
Ученые СФУ сумели в десятки раз увеличить скорость анализа генома
Nanonewsnet.ru, 08/08/2018
Ученые СФУ сумели в десятки раз увеличить скорость анализа генома
SMIonline (so-l.ru), 08/08/2018

Похожие новости

  • 20/09/2018

    Профессор Николай Степанов - об экологии, смене климата, зелёном щите региона и стереотипах

    ​Растительный мир Сибири многолик и пестр. В других случаях такое разнообразие растений можно увидеть на пространстве от Арктики до центра Азии - природа целого континента уместилась на сравнительно небольшом участке земли, выполняя функцию зеленого щита.
    257
  • 14/07/2017

    Ученые СФУ будут отслеживать изменения климата по кольцам тибетских деревьев

    ​Международная группа исследователей с участием российских ученых из Сибирского федерального университета (СФУ) разработала эффективный метод оценки влияния климатических изменений на развитие растений, основанный на математическом моделировании, сообщила пресс-служба СФУ.
    767
  • 31/10/2018

    Биотехнологи представили СФУ на Международном симпозиуме в Китае

    Делегация учёных Института фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ презентовала новые технологии синтеза разрушаемых биополимеров, а также необычные инновационные типы полимеров, создающиеся на новых субстратах, в рамках XVI Международного симпозиума по биополимерам (ISBP-2018), прошедшего в Пекине (Китай).
    135
  • 28/04/2017

    В Красноярском крае создаётся система коммерциализации перспективных биомедицинских разработок

    ​В рамках Красноярского экономического форума состоялась трехсторонняя встреча руководителя Федерального медико-биологического агентства России (ФМБА) Владимира Уйбы, главы Федерального агентства научных организаций (ФАНО) Михаила Котюкова и вице-премьера Правительства Красноярского края Натальи Рязанцевой.
    1158
  • 05/10/2018

    Бокоплав-кузнечик выживает в «горячей» воде за счет неверного жиросжигания

    Устойчивость к высокой температуре во многом зависит от способности обходиться без кислорода.​Ученые из Иркутского государственного университета, Белорусского государственного университета, Байкальского исследовательского центра, Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета узнали, как бокоплав-кузнечик Gammarus lacustris реагирует на постепенный рост температуры окружающей воды и какими биохимическими приспособлениями он пользуется, чтобы выжить.
    391
  • 15/08/2017

    К чему ведет редактирование генома

    ​Недавно в журнале Nature была опубликована статья, рассказывающая об успешном исправлении мутации в ДНК человеческого зародыша при помощи геномного редактора CRISPR/Cas9. Возможность устранения ошибок в геноме ведет к абсолютно новой ситуации, которая разворачивается на наших глазах.
    830
  • 13/10/2017

    Дендропарк с растениями Сибири и Америки создадут в Красноярске

    Дендропарк с растениями Сибири, Дальнего Востока, Северной Америки создадут в Красноярске к 2019 году. Об этом в четверг сообщили в пресс- службе мэрии города."[Дендропарк] займет около гектара земли, а его особенностью станет отсутствие газонов: вместо привычной зеленой травы придет почвопокровная, которая буквально укрывает территорию парка, подавляя сорняки.
    521
  • 22/03/2017

    Алтайский государственный университет – участник Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды

    В начале 2017 года Алтайский государственный университет подписал Соглашение о создании консорциума – Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды (SecNET), среди участников которого – 10 ведущих научных и образовательных центров Сибири: Национальный исследовательский Томский государственный университет, Югорский государственный университет, Институт водных и экологических систем СО РАН, Институт биологических систем криолитозоны СО РАН (Якутск), Северо-Восточный федеральный университета им.
    1171
  • 01/11/2017

    СФУ и Университет Барселоны запустили учебную программу по экомониторингу

    ​Институт экологии и географии Сибирского федерального университета (ИЭиГ СФУ) запустил новую магистерскую программу по подготовке специалистов в области экологии и природопользования "Экологический мониторинг" с двуязычным русско-английским учебным модулем, разработанным совместно с преподавателями Университета Барселоны, сообщили РИА Новости в пресс-службе СФУ.
    742
  • 03/02/2017

    Как продвигается научно-образовательный проект «Космическая одиссея»

    Напомним, несколько десятков молодых красноярцев - студенты аэрокосмического университета, работники предприятий космической отрасли - с осени прошлого года проходят теоретическую и физическую подготовку, испытания по специальной программе.
    1429