Исследования в области биоинформатики составляют существенную часть научной работы, проводимой в рамках Курчатовского геномного центра мирового уровня, в число организаторов которого входит ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН». Один из ключевых проектов — создание библиотеки моделей геномов на основе коллекций микроорганизмов, которыми располагают научные институты нашей страны. 
 
Как отмечают участники проекта, речь не идет только о секвенировании генома, что в последние годы стало уже рутинной научной процедурой. «Секвенирование дает нам последовательность генов в ДНК организма, но это лишь первый шаг, — рассказал ведущий научный сотрудник отделения «Курчатовский геномный центр ИЦиГ СО РАН» кандидат биологических наук Сергей Александрович Лашин. — Следующий этап заключается в построении на основе геномной информации метаболической карты организма, где видно, какие биохимические реакции могут в нем протекать, а также карты генетической регуляции, с помощью которой мы показываем, как взаимодействуют между собой гены. Затем на основе этих карт мы уже строим математические модели, где описываем, как происходит синтез определенного целевого продукта этим микроорганизмом». 
 
В итоге ученые получают не только достоверные данные о потенциале конкретной бактерии для производства тех или иных необходимых промышленности продуктов, но и понимание, как с помощью современных генетических технологий можно менять параметры этого процесса (например, повысить интенсивность синтеза вещества или изменить какие-то его характеристики).
 
Одновременно с фундаментальными научными задачами, решаются и вполне прикладные: идет отбор микроорганизмов, потенциально пригодных для синтеза некоторых органических кислот, востребованных в производстве кормов для нужд сельского хозяйства. Проанализировав геномы двухсот с лишним микроорганизмов из коллекций, новосибирские биоинформатики отобрали 17 перспективных бактерий, которые теперь будут изучены более детально.
 
При этом, подчеркивают исследователи, работа с остальными геномами была не напрасной, поскольку выявленные характеристики описаны и могут быть использованы для решения других задач. Список возможного применения микроорганизмов в биотехнологической промышленности постоянно расширяется: одни бактерии используют в синтезе сырья для фармакологических производств, другие — нефтедеструкторы — для ликвидации загрязнения окружающей среды нефтепродуктами (такими, как недавний разлив дизельного топлива в Норильске), третьи — в процессах переработки мусора, позволяющих превращать отходы в полезный продукт (биотопливо и т.п.).
 
Глобальная цель проекта, реализуемого подразделениями Курчатовского геномного центра, — создать библиотеку моделей всех микроорганизмов, входящих в коллекции институтов, а их порядка десяти тысяч. Такая библиотека станет мощным ресурсом для развития отечественной биотехнологической промышленности.
 
Одна из главных задач на этом пути — оптимизация самого процесса. Опыт подобного анализа и моделирования генома есть и у наших, и у зарубежных ученых, но обычно работа с одним геномом бактерии требует у исследователей от полугода до года работы. Теперь же требуется обработать тысячи геномов за пять лет. Очевидно, что это возможно лишь при максимальной автоматизации всех процессов.
 
«На сегодня хорошо автоматизирован лишь процесс самого секвенирования, есть решения в области построения “рамочных” полногеномных моделей, а вот уточненные математические модели обычно по-прежнему требуют доводки в “ручном режиме”, на что уходит много времени, — говорит Сергей Лашин. — Сейчас мы, параллельно с анализом геномов из коллекций, работаем и над автоматизацией этой части работы.
 
Новосибирские ученые рассчитывают, что уже к концу года смогут создать готовую программную платформу, которая максимально сократит срок работы с отдельным геномом микроорганизма. Первые результаты работы над ней планируется обсудить на заседаниях специального симпозиума в рамках XII международной мультиконференции «Биоинформатика и системная биология» (BGRS/SB-2020), которая пройдет в Новосибирске. Организаторы симпозиума рассчитывают не только на обмен опытом с российскими и зарубежными коллегами, но и на возможное сотрудничество в развитии этой платформы. На сегодня ее аналогов в открытом доступе просто нет, а вот запрос на появление такого программного продукта очень высок.
 
Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СО РАН

Источники

Российские биоинформатики создадут библиотеку геномов 10 тыс. микроорганизмов
Национальные проекты: будущее России (futurerussia.gov.ru), 29/06/2020
Ученые ИЦиГ работают над библиотекой геномов микроорганизмов
Поиск (poisknews.ru), 29/06/2020
Российские биоинформатики создадут библиотеку геномов 10 тыс. микроорганизмов
Seldon.News (news.myseldon.com), 29/06/2020
Ученые создадут библиотеку геномов микроорганизмов
Seldon.News (news.myseldon.com), 29/06/2020
Ученые создадут библиотеку геномов микроорганизмов
Популярная механика (popmech.ru), 29/06/2020
Ученые ИЦиГ работают над библиотекой геномов микроорганизмов
Наука в Сибири (sbras.info), 29/06/2020
Российские ученые создадут библиотеку геномов 10 тыс. микроорганизмов
News2 (news2.ru), 29/06/2020
Ученые создадут библиотеку геномов микроорганизмов
Pcnews.ru, 29/06/2020
Бактерии "от А до Я"
Академгородок (academcity.org), 30/06/2020
Новосибирские ученые работают над библиотекой геномов микроорганизмов
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 01/07/2020
Зачем российские ученые собирают библиотеку геномов микроорганизмов
Агро XXI (agroxxi.ru), 01/07/2020
Зачем российские ученые собирают библиотеку геномов микроорганизмов
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 01/07/2020
Российские ученые создадут библиотеку геномов 10 тыс. микроорганизмов
News.stfw.ru, 01/07/2020
Пресс-релиз: Ученые ИЦиГ работают над библиотекой геномов микроорганизмов
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (bionet.nsc.ru), 02/07/2020
Российские ученые собирают библиотеку геномов микроорганизмов
Сельские узоры (suzory.rbsmi.ru), 02/07/2020
УЧЕНЫЕ ИЦИГ РАБОТАЮТ НАД БИБЛИОТЕКОЙ ГЕНОМОВ МИКРООРГАНИЗМОВ
Биотех 2030 (biotech2030.ru), 03/07/2020
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук"
ФСМНО (sciencemon.ru), 08/07/2020

Похожие новости

  • 28/05/2020

    «Академгородок 2.0» — в борьбе с коронавирусом

    ​Ученые Новосибирского научного центра, «Вектора» и институтов СО РАН находятся на передовой в борьбе с коронавирусом. Например, 26 мая сотрудники Института цитологии и генетики продемонстрировали результаты своей работы над созданием трансгенных мышей для испытания вакцин и препаратов от COVID-19.
    358
  • 03/11/2017

    ​​В ИЦиГ СО РАН прошли переговоры о сотрудничестве с Академией сельскохозяйственных наук Китая

    1 ноября ФИЦ "Институт цитологии и генетики СО РАН" посетила делегация представителей китайской науки и бизнеса. Главная цель визита - заключение соглашения о сотрудничестве, в рамках которого должны быть созданы два совместных селекционно-семеноводческих центра, один в Новосибирске (на базе ФИЦ ИЦиГ СО РАН), второй - в Пекине (Институт овощеводства и цветоводства).
    1759
  • 22/01/2020

    Академический час для школьников: лекция «Актуальные задачи на стыке нейробиологии, биофизики и компьютерного моделирования»

    ​22 января 2020 года в 15:00 в малом зале Дома ученых СО РАН состоится лекция директора Института систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН Андрея Юрьевича Пальянова «Актуальные задачи на стыке нейробиологии, биофизики и компьютерного моделирования».
    580
  • 20/06/2018

    Возможные перспективы Академгородка 2.0

    ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».
    1861
  • 19/10/2018

    Картофель: когда Россия избавится от импортозависимости по семенам?

    Картофель - "второй хлеб", без которого сибиряк долго прожить не сможет. Обязательно соскучится. Но почему уже с февраля на прилавках магазинов лежит не свой, а египетский? Сейчас, осенью, собрав урожай, сибиряки часть закладывают на семена для будущего года.
    935
  • 20/11/2019

    В новосибирском Академгородке пройдет очередной Академический час для школьников

    ​20 ноября 2019 года в 15.00 в Малом зале Дома ученых СО РАН состоится лекция  кандидата биологических наук Сергея Викторовича Кулемзина (ИМКБ СО РАН) "Клеточная иммунотерапия: перспективы и проблемы".
    645
  • 31/03/2017

    Академик Николай Колчанов рассказал о развитии Селекционного центра

    30 марта на территории новосибирского Академпарка прошло очередное заседание членов Совета «Сибирской биотехнологической инициативы» (СБИ). СБИ – это программа, объединяющая объекты инновационной инфраструктуры и органы власти Сибирского федерального округа, в целях развития биотехнологий, медицины и фармацевтики.
    2449
  • 12/09/2019

    Объединенный ученый совет СО РАН по биологическим наукам поддержал кандидатов в члены РАН

    ​11 сентября 2019 года Объединенным ученым советом СО РАН по биологическим наукам поддержаны следующие кандидатуры. На вакансию академика РАН по специальности «физико-химическая биология» (вакансия – 1): 1.
    798
  • 19/11/2018

    В Новосибирской области возобновят работу по созданию агробиотехнопарка

    ​Разработка проекта по созданию в Новосибирской области агробиотехнопарка для новых технологий в сельском хозяйстве возобновится с 2019 года. Проект был приостановлен из-за реорганизации Министерства образования и науки РФ, сообщил в пресс-центре ТАСС в Новосибирске заместитель директора по инновационной деятельности Института цитологии и генетики СО РАН Петр Куценогий.
    1123
  • 27/11/2019

    В Томске состоялась научная конференция «Генетика человека и патология: Актуальные проблемы клинической и молекулярной цитогенетики»

    ​С 20 по 22 ноября 2019 года в Томске проходила XII научная конференция «Генетика человека и патология: Актуальные проблемы клинической и молекулярной цитогенетики». Конференция объединила 230 участников из ведущих научных учреждений генетического профиля и медико-генетических консультаций.
    909