Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Кафедра биологии и генетики
Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам Международной 69-й научной итоговой студенческой конференции, посвященной 200-летию со дня рождения Н.И. Пирогова (г.Томск, 11-13 мая, 2010 год); под реакцией академика РАМН В.В. Новицкого, член. корр. РАМН Л.М. Огородовой
Посмотреть титульный лист сборника
Скачать сборник целиком (1,4 мб)
Актуальность: бурное развитие экспериментальных технологий в области молекулярной биологии и генетики привело к появлению огромных объемов информации. По мере накопления информации, и особенно с появлением новых высокоэффективных экспериментальных методов возникла необходимость в комплексном подходе к анализу разнородных данных [1]. Ключевая задача биоинформатики состоит в получении целостного, комплексного представления о структуре и механизмах функционирования исследуемых биологических систем на основе интеграции разнообразных экспериментальных данных [2].
Цель: определить структуру функционирования генной сети альвеолярных макрофагов при ХОБЛ различной этиологии на основе данных по генной экспрессии с использованием разработанного программного дополнения.
Методы: для выполнения задачи построения генной сети в альвеолярных макрофагах использована программа Cytoscape. Программа позволяет расширять функциональность за счет открытого кода и технологии подключаемых модулей plug-in.
Результаты: в процессе работы нами был разработан дополнительный функциональный модуль для программы Cytoscape, который был спроектирован с использованием языка программирования JAVA на платформе Eclipse. Данный модуль позволяет использовать биологическую примитиву системы «оперон» для формирования связей в генной сети.
Модуль GRatio позволяет не только построить генную сеть, но и провести детальный анализ. GRatio определяет коэффициенты взаимодействия элементов сети, направление взаимодействия, пороговые значения уровня экспрессии генов. На основе этих данных возможно проследить динамику развития ХОБЛ и выявить значимые сегменты сети.
Исследование генной сети альвеолярных макрофагов легких при ХОБЛ может открыть пути к созданию новых лекарственных препаратов с более точно направленным воздействием и минимумом побочных эффектов, а также стимуляторов иммунной системы и других биологически активных веществ. Эти исследования имеют важное практическое значение, поскольку раскрывают причины возможных нарушений регуляции целого ряда жизненно важных функций организма и позволяют приблизиться к решению проблемы их генетической коррекции [3].
Заключение: на основе программного комплекса Cytoscape реализован дополнительный программный модуль (plug-in) Gratio для формирования генной сети альвеолярных макрофагов при ХОБЛ различной этиологии с помощью предложенного нами подхода.
Список литературы:
1. Kolpakov F.A., Ananko E.A., Kolesov G.B., Kolchanov N.A. GeneNet: a database for gene networks and its automated visualization // Bioinformatics. 1998. V. 14. - P. 529–537.
2. Деменков П.А. Математическое и программное обеспечение для реконструкции ассоциативных сетей молекулярно генетических взаимодействий: Автореф. дис. канд. тех. наук: 2009/ Институт математики им. С. Л. Соболева CO РАН.
3. Serban Nacu, "Gene expression network analysis, and applications to
Immunology." Bioinformatics Journal. - 2006. - Vol. 00, no. 00, P. 1
