В МФТИ создали «Шамбалу» для данных о работе генов
Ученые МФТИ разработали единую платформу Shambhala, объединяющую данные разных платформ моделей экспрессии генов человека при сохранении их биологических свойств. Эти данные широко используются в функциональной геномике и молекулярной медицине. Стандартизация профилей открывает возможности для всестороннего сравнения характеристик, связанных с заболеваниями и разработкой новых вакцин и лекарств.
Работа опубликована в журнале Frontiers in Molecular Biosciences. В современной биоинформатике допускают нормализацию данных генной экспрессии в довольно гибком формате, и по факту результаты различных исследований оказываются плохо совместимы. Для получения больших данных генной экспрессии на практике в основном применяется два подхода: микрочиповая гибридизация и секвенирование. Оба используют совершенно разные технологические платформы.
Основная сложность аналитической работы заключается в том, что каждая серия экспериментов вносит свою техническую специфику. В итоге не всегда понятно, на что списать обнаруженные различия: на биологию или работу разных лабораторий с разным оборудованием, протоколами и техническими факторами.
Предлагаемое биоинформатиками МФТИ решение позволит объединять для единого анализа максимально большие массивы данных. Генная экспрессия (активность) отвечает за реализацию генетической информации, а именно преобразование наследственной информации в РНК и белки. Количественная характеристика этого процесса очень важна для исследований в медицине и фармацевтике. Но до сих пор данные экспериментов технически очень разнились, что мешало созданию общей базы данных.
«Уже давно ученые бьются над тем, чтобы профили генной экспрессии были сравнимы друг с другом. Обычно берут два или три набора данных и соединяют результаты с помощью алгоритма, подобранного именно для этих наборов данных. То есть решается частная, а не универсальная задача. В итоге для каждого нового сравнения требуется и новая процедура.
Мы решили пойти другим путем и разработать некий универсальный вариант представления данных: мы создали электронную платформу Shambhala, которая преобразует каждый профиль генной экспрессии в заранее определенный универсальный формат. Таким образом, все данные объединяются в единую матрицу, части которой можно как угодно сравнивать между собой», — рассказал Антон Буздин, заведующий лабораторией биоинформатики МФТИ.
В своей работе ученые использовали профили экспрессии генов 6 793 образцов рака и 11 135 нормальных тканей. К ним применили двенадцать критериев эффективности для различных версий платформы Shambhala. Они касались классификаторов биологического типа, свойств корреляции / регрессии, стабильности показателей эффективности лекарств и качества данных для использования классификаторов машинного обучения.
В ходе работы ученые проверили эффективность платформы в сохранении особенностей экспрессии генов и функциональных характеристик, таких как уровни активации путей и прогнозируемые показатели активности противораковых лекарств. Текущие версии платформы Shambhala используют преобразование профилей около 8000 наиболее активных человеческих генов, которые возможно оценить с наибольшей точностью.
«Практическое применение платформы лежит в сфере анализа больших данных. Анализ генной экспрессии позволит нам научиться лечить многие хронические заболевания, в том числе онкологические, и различные инфекции, включая новые. Понять причину и механизм их появления и развития, а значит, и определить, какие лекарства наиболее эффективно подходят в каждом конкретном случае. Также эти данные помогут в разработке вакцин нового поколения, так называемых РНК-вакцин», — отметил Антон Буздин.
Наконец, на вопрос, почему они выбрали такое романтическое название для своей платформы, ученый ответил: «На тот момент, когда перед нами только встала задача объединения данных, лучшим методом была программа XPN, написанная нашим бывшим соотечественником Андреем Шабалиным. Ну а в реализации первой версии уже нашего решения нам очень сильно помогла Ирина Шабалина (они не родственники) из Петрозаводского университета. Придумав такое название, мы не просто похвалили свой метод, но также увековечили вклад уважаемых коллег».
Telegram 
Дзен 
VK Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
По самой распространенной версии, в прошлом климат Венеры был похож на земной, а к нынешнему состоянию пришел из-за парникового эффекта. Недавно ученые попытались смоделировать этот процесс и обнаружили, что перегретая венерианская кора даже вместе с вулканами просто не могла испустить в атмосферу такое количество углекислого газа, какое мы наблюдаем в ней сейчас.
Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно