pobeda202@gmail.com 0,0

Институт биоинформатики существует в Петербурге с 2013 года. За несколько лет малоизвестные курсы по биоинформатике, открытые в 2010 на базе Академического университета РАН, превратились в годовую программу, на которой студентов (биологов и информатиков) учат видеть и решать серьезные биоинформатические проблемы. Миссия института — популяризовать биоинформатику и создать сообщество ученых, способных развивать это направление в России. Здесь мы расскажем, как устроен Институт биоинформатики, как в нём «делают» биоинформатиков, какие проблемы в целом стоят перед этой наукой и почему ее важно (и круто) изучать.

Ученые из института Крейга Вентера вновь будоражат научную общественность. На этот раз они сконструировали и синтезировали бактериальный геном всего из 473 генов. Клетки с таким геномом не только жизнеспособны, но и сохраняют определенную скорость роста. Что интересно, биологическая функция более трети этих генов до сих пор не известна, но без них клетки не делятся. Этот геном меньше, чем у любой автономно реплицирующейся клетки, обнаруженной в природе до сегодняшнего дня. Вот она, синтетическая жизнь.

Поведенческая (или психо-) генетика — это наука, которая пытается разобраться в том, как сочетаются в людях гены и среда. История лаборатории возрастной психогенетики Психологического института РАО отражает состояние современной поведенческой генетики во всем мире — расширение инструментария, рост количества коллабораций и увеличение роли кросс-культурных исследований.

Аристотель писал, что человек — существо более общественное, чем муравьи или пчелы, за счет восприятия таких этических категорий как добро-зло, справедливость-несправедливость и т.д. В общем-то, за исключением уж совсем тяжелых патологических случаев, мы все хотим, чтобы всем хорошим людям было хорошо. Различаемся мы только в том, каких людей считаем «хорошими», что понимаем под словом «хорошо» и что готовы сделать для того, чтобы «было». Когда мы хотим, чтобы наши взгляды на все это имели значение в масштабе общества — мы уже заходим на территорию политики. От чего же зависит то, как мы будем двигаться по этой территории? Связано ли это с окружающей средой, нашей генетикой или устройством мозга? Полный и окончательный ответ еще не найден, но ученые мчатся к нему на всех парах и уже успели узнать много интересного!

Некоторые бактерии способны сохранять фрагменты геномов инфекционных агентов, используя в качестве исходного материала не только ДНК, но и РНК. Такие бактерии могут развивать иммунитет к вирусам с РНК-геномами. Кроме того, благодаря CRISPR-системе, использующей РНК, бактериальный иммунитет учится реагировать на наиболее активные гены патогенов.

Наука находит все новые и новые доказательства того, что за то, какими мы рождаемся, отвечают не только гены, но и множество других факторов. Судя по всему, кроме генетического кода и разнообразных регуляторных молекул значение имеет также то, каким образом гены уложены в ядрах наших клеток. Молекулы ДНК очень большие, и упаковать их в маленькое ядро — это целое искусство. В недавней работе российских исследователей освещены нюансы такой упаковки в соматической и половой клетке, подчеркивающие консервативность этой черты генома.

Параллельный анализ молекул РНК, которые синтезируются сальмонеллами и клетками человека во время инфекции, показал, как бактериальная малая РНК изменяет транскрипционные профили не только клеток сальмонеллы, но и клеток человека.

Сегодня диагностика рака требует анализа пробы ткани — биопсии. И несмотря на то, что эту процедуру зачастую уже можно выполнить малоинвазивно, она малоприятна и может дать ложноотрицательный результат из-за того, что будет проведена неаккуратно и «не попадет» в опухоль. Кроме того, в случае отрицательного результата (когда худшие подозрения не подтвердились) биопсия увеличивает риск развития рака в будущем, а для некоторых пациентов забор материала просто невозможен. Всех этих и многих других недостатков позволяет избежать так называемая «жидкая биопсия» — анализ циркулирующих в крови молекул и опухолевых клеток. Она позволяет определять диагноз, прогноз и курс лечения, правда, точность технологии пока оставляет желать лучшего. Тем не менее уже известны циркулирующие эпигенетические биомаркеры, позволяющие диагностировать рак на ранней стадии (к примеру, анализ метилирования гена SEPT9). Недавнее исследование российских ученых, подтвержденное зарубежными коллегами, позволяет в ходе «жидкой биопсии» идентифицировать целый пласт источников циркулирующих биомаркеров. Спектр новых возможностей метода еще предстоит изучить, а основа для этих исследований — анализ свойств циркулирующей в крови ДНК.