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 Кофеин известен прежде всего как стимулятор, повышающий бодрость и физическую работоспособность, однако его влияние на глубинные процессы восстановления мозга во время сна остается предметом дискуссий. Систематический обзор 32 исследований показал, что кофеин не столько сокращает продолжительность сна, сколько меняет его нейрофизиологическое качество, подавляя медленноволновую активность мозга, и сдвигает спящий мозг в более поверхностное, возбужденное состояние.
Физики и математики МФТИ совместно с коллегами из Института автоматизации проектирования РАН и Университета Иннополис провели трехмерное численное моделирование защитных сейсмических барьеров — специальных сооружений, призванных обеспечить безопасность наземных строений.
Астрономы предложили возможный источник самого мощного нейтрино в истории наблюдений — частицы с энергией 220 петаэлектронвольт, которую зафиксировали с помощью подводного телескопа KM3NeT в Средиземном море. Если ученые правы, их открытие поможет понять, где во Вселенной рождаются частицы экстремальных энергий и как работают одни из самых ярких объектов космоса — блазары.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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