Новосибирские биоинформатики создали программный пакет, который позволяет выяснить подробности о том, как на генетическом уровне живые организмы реагируют на внешние и внутренние изменения. Например, на холод или обезвоживание и стресс. Пакет программ metaRE, написанный на языке программирования R, проводит глубокий системный анализ биологических данных и находит те последовательности некодирующей ДНК, которые отвечают за «старт» считывания генетической информации при внешнем или внутреннем изменении в организме и последующий синтез белка. А значит, и за дальнейшую реакцию живого существа на уровне всего организма. Результаты исследования опубликованы в журнале Genes. 

— Это исследование актуально, так как накопилось большое количество транскриптомных данных, или данных об активности генов, что позволяет проводить их системный анализ. Разработанный нами пакет программ реализует новый подход к поиску потенциальных регуляторных последовательностей по данным об активности генов, полученным в отдельных экспериментах. Поиск потенциальных регуляторных последовательностей является актуальной задачей в исследовании разных организмов и расширяет фундаментальные знания о функционировании генов, а следовательно, и об их фенотипическом проявлении. Например, если “поломать” регуляторную последовательность, ген начнет работать неправильно и у растения может быть нарушено развитие органов и нормальное течение жизненно важных процессов, — рассказала старший научный сотрудник лаборатории компьютерной транскриптомики и эволюционной биоинформатики Факультета естественных наук НГУ Виктория Миронова. ​

Ученые протестировали работу программного пакета metaRE и нашли последовательности ДНК, которые известны как регуляторы ответа на холод для модельных организмов: растения резуховидки Таля (лат. Arabidopsis thaliana) и рыбки Данио (лат. Danio rerio). Специалисты обнаружили консервативность (совпадение) регуляторных элементов и у растения, и у рыбы. Это значит, что механизм реакции на холод настолько важный и древний, что у обоих модельных организмов сохранились одни и те же регуляторные последовательности. 

Сложность проблемы, которую решают исследователи, становится понятна, если знать, что каждый раз, когда организм испытывает внешние или внутренние изменения, запускается сложная цепочка реакций. Причем в клетках активируется несколько сигнальных путей и считывается разнообразная генетическая информация. Поэтому выяснение деталей того, как работает тот или иной путь, поможет изменять его или корректировать в случае необходимости. В частности, сравнительные исследования реакции на изменение температуры у животных и растений позволяют уточнить характеристики реакции на холод на генетическом уровне у живых организмов в целом. Это возможно, потому что температурный отклик — эволюционно древний механизм, с которым примитивные организмы должны были справиться за миллионы лет до разделения на царства «Животные» и «Растения». 

Источники

Ученые НГУ нашли гены реакции на жару и холод
Ndn.info, 15/07/2020
Ученые НГУ нашли гены реакции на жару и холод
RU24.pro, 15/07/2020
Животные и растения одинаково реагируют на холод - ученые НГУ
Официальный сайт г. Новосибирск (nsknews.info), 15/07/2020
Новосибирские биоинформатики создали программу, позволяющую узнать на генетическом уровне реакцию на холод или жару
НГУ, 15/07/2020
Новосибирские биоинформатики научились распознавать реакцию на жару или холод на генетическом уровне
Царьград ТВ (tsargrad.tv), 15/07/2020
Животные и растения одинаково реагируют на холод - ученые НГУ
Новости Новосибирска (novosibirsk-news.net), 15/07/2020
Новосибирские биоинформатики создали программу, позволяющую узнать на генетическом уровне реакцию на холод или жару
RepeatMe.ru, 17/07/2020
Растения и рыбы мерзнут одинаково: открытие новосибирских ученых
Московский Комсомолец # Новосибирск (novos.mk.ru), 16/07/2020
Сибирские ученые выясняют, какие участки ДНК отвечают на изменения окружающей среды
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 16/07/2020
Программа расшифровки ДНК
Научная Россия (scientificrussia.ru), 16/07/2020
Растения и рыбы мерзнут одинаково: открытие новосибирских ученых
Новосибирские новости (nscn.ru), 16/07/2020
Почему важно знать, как организм реагирует на холод и жару
Навигатор (navigato.ru), 17/07/2020
Растения и рыбы мерзнут одинаково: открытие новосибирских ученых
Русская рыба (rusfishjournal.ru), 17/07/2020
Программа расшифровки ДНК
Искусственный интеллект ИТ новости (ai-news.ru), 17/07/2020
Российские биоинформатики создали программу, позволяющую узнать на генетическом уровне реакцию на холод или жару
Softodrom (softodrom.ru), 17/07/2020

Похожие новости

  • 28/05/2020

    Ущерб от «черной пятницы» и влияние генов на характер: учащиеся СУНЦ НГУ стали призерами международной конференции

    ​В мае учащиеся СУНЦ НГУ успешно выступили на международной конференции для школьников "Сахаровские чтения". Свои доклады по информатике, физике и биологии ребята представили в режиме онлайн.
    687
  • 25/03/2021

    В НГУ состоялся заключительный этап Всероссийского химического турнира школьников

    XVII Всероссийский химический турнир школьников, который последние 3 года проходит на площадке НГУ, завершился. Это командное соревнование по решению творческих научных задач, позволяющее участникам расширять научный кругозор, научиться презентовать свои научные проекты, вступать в полемику и отстаивать свое мнение, применять научные знания для решения прикладных и теоретических задач.
    478
  • 27/03/2017

    Хакатон по биоинформатике LifeCode-2017 в НГУ

    В НГУ пройдёт хакатон по биоинформатике LifeCode-2017. Хакатон — это мероприятие, на котором участники собираются в команды и несколько дней работают, решают интересные задачи. В конце каждая команда делает короткую презентацию о результатах своего труда, эксперты оценивают проекты и выбирают победителей.
    2031
  • 13/11/2019

    Томские ученые научили компьютерную модель выявлять рак простаты

    ​Ученые лаборатории биофотоники ТГУ совместно с онкологами ТНИМЦ разработали новый подход к диагностике аденокарциномы — злокачественной опухоли предстательной железы. Для выявления онкопатологии и определения стадии заболевания в данном подходе используется искусственный интеллект.
    930
  • 19/08/2016

    Из студентов НГУ - в преподаватели биоинформатики

    ​Школа довузовской подготовки факультета информационных технологий НГУ в новом учебном году расширяет работу со школьниками — появляются занятия со старшеклассниками в рамках создаваемой Научно-технической проектной лаборатории НГУ «Инжевика».
    3393
  • 19/08/2020

    Летняя школа по нейротехнологиям и сквозным технологиям

    ​С 23 августа по 30 сентября 2020 года в Новосибирске пройдёт «Летняя школа по нейротехнологиям и сквозным технологиям» для 70 учащихся 8-10 классов. Проекты по программированию пройдут онлайн с 23 по 30 августа, формат проведения проектов по нейротехнологиям уточняется.
    426
  • 27/10/2020

    Ученые РФ создали метод определения свойств вирусов, способных убивать раковые клетки

    ​​Ученые Новосибирского государственного университета создали не имеющий аналогов в мире метод, который точно определяет, где вирус может концентрироваться в среде, в частности, с помощью него можно определить, как онколитические вирусы точечно уничтожают раковые клетки, сообщила ТАСС старший научный сотрудник лаборатории радиоуглеродных методов анализа Физического факультета университета Екатерина Пархомчук.
    426
  • 30/03/2021

    "Новая медицина" в университетах Проекта 5-100

    Представляем вам вторую часть обзора последних исследований и открытий, сделанных в университетах Проекта 5-100 по направлению «Новая медицина», согласно тематическому плану Года науки и технологий. Безусловно, самым важным и актуальным в медицинской науке последнего времени остается изучение коронавируса.
    241
  • 28/12/2020

    Геном в режиме редактирования. Интервью с Дмитрием Жарковым

    ​Нобелевскую премию по химии в 2020 году получили Дженнифер Дудна и Эмманюэль Шарпантье за открытие системы редактирования генов CRISPR-Сas. Это стало настоящим прорывом в прикладной биологии и медицинской генетике.
    540
  • 11/08/2020

    Академгородок 2.0 – приобретения и потери: мнения экспертов

    Что удалось сделать для развития Новосибирского научного центра за последние годы и какие задачи остаются нерешенными? Три известных российских ученых инвентаризируют достижения и проблемы в статье, написанной для «Континента Сибирь»*.
    1087