Отчет о научно-исследовательской работе, выполняемой по государственному контракту 14. 740. 11. 0001 «Разработка алгоритмов для биоинформационного анализа комплексных метаболических и молекулярно-генетических сетей»

Скачать 0.49 Mb.

Название	Отчет о научно-исследовательской работе, выполняемой по государственному контракту 14. 740. 11. 0001 «Разработка алгоритмов для биоинформационного анализа комплексных метаболических и молекулярно-генетических сетей»
страница	3/11
Дата публикации	26.01.2015
Размер	0.49 Mb.
Тип	Отчет

100-bal.ru > Биология > Отчет

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

2Разработка методов анализа ассоциативных сетей на основе методов теории графов и дискретной математики, направленных на выявление особенностей их структурно-функциональной организации.

2.1Базовые объекты ассоциативных генных сетей

Ассоциативные генные сети являются сложными, комплексными молекулярно-генетическими сетями, ассоциированными с какими либо биологическими процессами, фенотипическими признаками или заболеваниями. Типы базовых объектов, которыми оперируют ассоциативные генные сети, подразделяются на несколько классов, согласно их природе:

(1) молекулярно-генетические объекты. К этому классу относятся такие типы объектов, как гены, РНК, белки, метаболиты, клеточные компоненты;

(2) биологические процессы и системы (метаболические пути, пути передачи сигналов, транспортные пути и т.д.);

(3) фенотипические признаки, поведенческие характеристики или функциональные состояния организма или генетических систем, включая заболевания;

(4) внутренние и внешние факторы, воздействующие на систему (мутации, эпигенетический контроль, температура, давление, лекарства и другие химические соединения и т.д.).

Таким образом, ассоциативные генные сети содержат существенно расширенный состав базовых объектов по сравнению с генными сетями, оперирующими только с молекулярно-генетическими объектами. Базовые объекты ассоциативных генных сетей могут быть согласованы с генными сетями следующим образом. Класс «биологические процессы и системы» в генных сетях определен как «операционный модуль», т.е., группы взаимосвязанных между собой молекулярно-генетических объектов, выполняющих специфическую функцию (метаболические пути, пути передачи сигналов, транспортные пути и т.д.).

Класс «фенотипические признаки, поведенческие характеристики или функциональные состояния организма или генетических систем» описывается в генных сетях «структурными функциональными модулями», т.е., подсетью или локальными сетями, ассоциированными с фенотипическими признаками или заболеваниями.

Класс «внутренние и внешние факторы» относится к управляющему воздействию на генетические системы.

Введение такого расширенного состава базовых объектов позволяет строить сети, в которых вершинами могут быть любые объекты из перечисленных классов. При этом, молекулярно-генетические объекты могут оказаться связанными с фенотипическими признаками или управляющими факторами. Такое свойство ассоциативных генных сетей позволяет проводить интеграцию разрозненных локальных генных сетей, которые напрямую не пересекаются между собой по молекулярно-генетическим объектам, но оказываются связанными на основании информации о их связи через какой либо расширенный объект, например фенотипический признак или заболевание. Описанный ранее автоматический анализ текстов позволяет экстрагировать подобную информацию из научных публикаций.

Анализ структурно-функциональной организации ассоциативных генных сетей может быть осуществлен с использованием методов теории графов и дискретной математики. Это обусловлено тем, что любую ассоциативную генную сеть можно представить в виде ориентированного графа, имеющего несколько качественно различающихся типов объектов (вершин) и связей (дуг) между ними. Рассмотрим следующие типы семантических взаимосвязей:

ассоциации между объектами различных типов, например между геном и заболеванием.

физические взаимодействия – осуществляются только между объектами, имеющими молекулярно-генетический тип, либо тип из класса воздействующих факторов, например лекарства.
регуляторные взаимодействия - влияние одного объекта на другой описывается для любого типа.
коэкспрессия, одновременная экспрессия нескольких генов хозяина применяется только для объектов с типом ген из класса молекулярно-генетические.
лечение – только для объектов из класса воздействующих факторов (лекарства).

К химическим взаимодействиям относятся:

превращения одних молекул в другие, применяется только для класса молекулярно-генетические объекты.
каталитические реакции, в которых участвуют низкомолекулярные вещества в качестве субстратов и продуктов, а также белок в качестве фермента, применяется только для класса молекулярно-генетические объекты.
расщепление одного белка (субстрата) другим белком (протеолитическим ферментом), применяется только для класса молекулярно-генетические объекты.

Регуляторные взаимодействия могут быть разделены по типу регуляции на:

регуляцию экспрессии генов. В качестве регулируемого объекта могут быть только молекулярно-генетические объекты. В качестве регуляторов могут быть объекты из классов молекулярно-генетические объекты, биологические процессы и системы, внутренние и внешние факторы.
регуляцию активности или функции объектов из классов молекулярно-генетических объектов, биологических процессов и систем.
регуляцию транспорта молекулярно-генетических объектов.
регуляцию стабильности или деградации молекулярно-генетических объектов.
регуляция – обобщенная регуляция одного объекта другим объектом.

Регуляторные события подразделяются по эффекту, который один объект оказывает на другой, то есть усиление или ослабление процесса.

Среди наиболее важных задач анализа структурно-функциональной организации ассоциативных генных сетей можно выделить поиск кластеров и поиск путей, отвечающих заданным свойствам. Решение данных задач имеет большое значение как для понимания фундаментальных закономерностей организации и функционирования молекулярно-генетических систем, так и для решения практически значимых задач. В частности одной из таких важных задач, в которой необходим анализ ассоциативных генных сетей является разработка лекарственных препаратов. С помощью кластерного анализа могут быть выявлены локальные сети, ассоциированные с заболеванием. На основе анализа молекулярно-генетических путей в данном кластере могут быть выявлены фармакологические мишени, а также описаны молекулярные механизмы действия лекарств на патологические процессы.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Похожие:

	Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту... Этап второй: «Выбор направлений исследований и этап предварительных исследований по мембранным коллоидным системам»		Список основных исполнителей по Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных...
	Список основных исполнителей по Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных...		Список основных исполнителей по Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных...
	Отчет по государственному контракту от 04. 06. 2012 №1102-01-41/06-12... ...		Отчет о научно-исследовательской работе по государственному контракту... Русский язык и культура речи: учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения / сост. И. А. Крым; Кузбасский институт...
	Отчет о научно-исследовательской работе Гост 32-2001. Межгосударственный стандарт. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской...		Отчет о научно-исследовательской работе Межгосударственный стандарт (гост 32-2001). Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления (редакция 2005...
	Общие положения отчет Отчет о научно-исследовательской работе (нир) документ, который содержит систематизированные данные о научно-исследовательской работе,...		Отчет по Государственному контракту № «Разработка концепции создания интеллектуальной транспортной системы на автомобильных дорогах федерального значения»
	Реферат Отчет о научно-исследовательской работе состоит Отчет о научно-исследовательской работе состоит из 33 рисунков, 8 разделов, 12 подразделов, 9 формул, 31 источника. Общий объем 48...		Разработка и применение инновационных молекулярно-генетических тестов... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Отчет по Дополнительному соглашению №2 к Государственному контракту... «Разработка проекта скиово бассейна реки Нарва и рек бассейна Псковско-Чудского озера» (С-10-01)		Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Разработка научно... «Институт законодательства и сравнительного правоведения при Правительстве Российской Федерации» (ИЗиСП)
	Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка моделей и образцов... «Разработка моделей бакалавра по специальности и магистра по специальности. Реализация моделей по группам специальностей»		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... «Разработка новых методов индивидуальной коррекции сводно-радикального статуса при бактериальных инфекциях»

Школьные материалы