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	4/11
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

2.2Поиск путей в графах ассоциативных генных сетей

Разработанный алгоритм поиска путей в графах ассоциативных генных сетей, отвечающих заданным свойствам, основан на переборе с ограничениями, задаваемыми правилами или шаблоном. Путем является линейная цепочка объектов в графе. Шаблон однозначно задает начальный и конечный объекты для пути, а также длину пути или количество входящих в путь объектов. Промежуточные объекты могут задаваться типом, либо может указываться конкретное имя некоего объекта. Связи между объектами могут задаваться фиксированного типа, либо набором возможных типов по правилу ИЛИ.

Рассмотрим пример построения пути по шаблону для поиска возможных молекулярных путей связи между двумя заболеваниями, открытоугольной глауномой и миопией.

В качестве стартовых вершин шаблона задаются заболевания открытоугольная глаукома с одного конца и миопия с другого. Длину пути задаем равной 5. у промежуточных вершин указывается только тип (интересуют только белки и гены). Также интересуют возможные пути влияния миопии на глаукому, поэтому в шаблон добавляем требование направления связей от миопии к открытоугольной глаукоме.

На рисунке 2.1 показан один из найденных путей с нечетко определенным типом взаимодействий, объединяющий миопию и глаукому через белки PAX6 и MYOC.

Рис. 2.1. Молекулярный путь, связывающий открытоугольную глаукому и миопию.

[myopia - PAX6] Ассоциация белка PAX6 с заболеванием.
[PAX6 - IPO13] Ядерный транспортер импортин 13 (IPO13) обеспечивает транспорт в ядро транскрипционного фактора PAX6.
[IPO13 - GCR] Ядерный транспортер импортин 13 (IPO13) обеспечивает транспорт в ядро транскрипционного фактора GCR.
[GCR - IPO13] GCR усиливает экспрессию IPO13
[GCR - MYOC] GCR усиливает экспрессию MYOC
[GCR - SMAD] GCR подавляет активность транскрипционного фактора SMAD
[SMAD - PAX6] SMAD подавляет активность транскрипционного фактора PAX6
[MYOC - glaucoma] Ассоциация белка MYOC с заболеванием.

Рассмотрим этот путь более подробно. Импортин 13, член семейства Kap ß, обеспечивает транспорт в ядро транскрипционных факторов Pax6 и GCR (Ploski et al. 2004; Tao et al. 2006). Следовательно, функциональность белка IPO13 и его экспрессия определяет содержание этих транскрипцонных факторов в ядре и, в определенной мере, проявление их эффектов. В то же время экспрессия IPO13 является глюкокортиоид-индуцибельной (Zhang et al 2000). Т.о. между GCR и IPO13 существует положительная обратная связь, и нарушение любого из этих двух звеньев, будет порождать патологический порочный круг, когда например ингибирование IPO13 будет приводить к блокированию поступления GCR в ядро, снижению эффектов глюкокортикоидов и дальнейшему снижению экспрессии самого IPO13. Прослеживая этот путь в направлении открытоугольной глаукомы, отмечаем, что миоцилин так же является глюкокортикоид-индуцибельным геном, следовательно, GCR должен влиять на его уровень экспрессии. Известно, что открытоугольная глаукома ассоциирована не с изменениями уровня экспрессии миоцилина, а скорее с нарушением его функциональности (Kwon et al., 2009). Однако, можно отметить, что сочетание нарушения в любом из звеньев этого круга, способствующие увеличению экспрессии IPO13 или GCR с наличием полимофизмов гена MYOC, ассоциированных с развитием глаукомы, приведет к более серьезному протеканию патологического процесса, т.к. будет способствовать усиленной экспрессии дефектного белка миоцилина и накоплению его нерастворимых форм в клетках трабекулярной сети, ганглиозных клетках сетчатки и астроцитах, что в конечном итоге приводит к дистрофическим изменениям клеток и их апоптозу, явлениям, сопровождающим развитие глаукомы. (Liu et al., 2004; Know et al., 2009).

Второй фрагмент этого пути связан с белком SMAD3, который, может выступать в двух ролях - как транскрипционный фактор и как модулятор активности транскрипционных факторов. В случае ассоциации SMAD3 и GCR, он проявляется как транскрипционный фактор, в случае ассоциации с PAX6, как модулятор транскрипционной активности. Известно, что GCR может физически взаимодействовать со SMAD3 и подавлять его трансактивационную функцию (Song et al., 1999). Однако в данном пути, не представлен фрагмент, где SMAD3 выступал бы как транскрипционный фактор, поэтому для выяснения его вклада, вероятно, требуется расширение сети. Ассоциация SMAD3 и PAX6 в данном пути определяется способностью модулятора транскрипции SMAD3 блокировать DNA-связывавший домен фактора PAX6, тем самым подавлять его эффекты (Grocott et al., 2007). Нужно подчеркнуть, что в результате можно ожидать снижения экспрессии соответствующих генов мишеней PAX6, в том числе и самого гена PAX6, который так же входит в число мишеней этого фактора (Grocott et al., 2007). Следовательно, нарушение функциональности или снижение экспрессии SMAD3 может проявляться в сверхэкспрессии генов-мишеней транскрипционного фактора PAX6, что должно приводить к серьезным морфологическим и функциональным дефектам, поскольку PAX6 является мультифункциональным регулятором дифференцировки и пролиферации тканей , проявляющим свои эффекты как в эмбриональном так и во взрослом состоянии организма. Отметим, что хотя анализ данного пути не выявил прямого влияния развития одной патологии на появление другой, однако нам удалось выявить в этом пути звенья, которые могут быть ассоциированы с обеими патологиями. Это позволяет предложить элементы данного пути IPO13 и GCR и SMAD3 в качестве потенциальных генов-кандидатов для генотипирования глаукомы и миопии.

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