Исследование ИТМО в журнале GigaScience

Российские ученые из Университета ИТМО вместе с американскими коллегами создали программу, позволяющую быстро и эффективно находить похожие участки в геномах разных животных. Это необходимо для того, чтобы понять, насколько два вида близки друг к другу и насколько они отошли в ходе эволюции от общего предка. Работа опубликована в журнале GigaScience.

Современная генетика – это работа с огромным массивом данных, с которым не справиться без помощи сложных математических алгоритмов. Поэтому разработка специальных программ для обработки информации — не менее важная задача для биоинформатиков, чем расшифровка генома конкретного животного.

На планете Земля обитают миллионы биологических видов. Их огромное разнообразие заложено на генетическом уровне — анатомия, размер, окрас, образ жизни животных определяются их генами.

Между тем вариативность самих генов заметно меньше — их ученые насчитали чуть более 20 тысяч. Получается, что два вида отличаются друг от друга не только набором генов, но и тем, как они расположены друг относительно друга. На языке сравнительной геномики это называется синтения — порядок расположения генов и регуляторных элементов.

"Возьмем, к примеру, гориллу и шимпанзе, — приводятся в пресс-релизе университета слова первого автора статьи Ксении Крашенинниковой, инженера-исследователя из Лаборатории компьютерных технологий ИТМО. — Эти два вида имеют одинаковый набор генов, но элементы их регуляции и перестройки генома создают немного разный порядок, что приводит к отличиям между этими приматами".

Таким образом, чтобы понять, насколько два вида эволюционно близки друг к другу, ученым нужно знать не только какие у них гены, но и то, как эти гены располагаются в хромосоме, много ли у животных общих фрагментов генома или синтенных блоков.

Но геномы млекопитающих состоят из миллионов и миллиардов пар оснований. Без технологий обработки больших данных освоить такой объем практически невозможно. Поэтому ученые создают программы, позволяющие решать задачи такого уровня.

Разработка специалистов научно-образовательного центра Геномного разнообразия Университета ИТМО получила название halSynteny. Как утверждают ее создатели, она справляется с поиском синтенных блоков быстрее и лучше, нежели другие программы, созданные для этой цели, используя при этом данные в двух стандартных, хорошо известных форматах.

16/06/2020

Источники: https://ria.ru