Биоинформатики Института ИТМО разработали метод, позволяющий оценить воздействие генов на разные процессы в человеческом организме, в том числе на развитие болезней.
Работа размещена в журнальчике BMC Bioinformatics.
Заболевания (нарушения нормальной жизнедеятельности, работоспособности) либо расположенность к облысению, полноте, нехорошему зрению могут быть соединены с определёнными генами. Чтоб воздействовать на их работу и, соответственно, на состояние человека, необходимо осознать, какой конкретно участок генома из огромного количества «подозреваемых» виновен в конфигурациях. Наиболее того, чтоб узреть, есть ли связь меж определенным геном и заболеванием, принципиально знать, как ведут взаимодействие меж собой сами гены.
«Всего у человека около 20 тыщ генов. Сравнивая гены пациентов с исследуемым болезнью и гены здоровых людей, можно узреть отличия образцов в их активности и выраженности. На базе данной для нас инфы создаётся общий граф, где видна связь меж всеми генами, и любому присвоен показатель значимости. Обычно учёные продолжают работу лишь с самыми активными генами, выделяя их в отдельных подграф. Но, вырывая гены из «общего контекста», мы теряем возможность оценивать корреляцию всякого входящего в него гена с иными генами и рассматриваемым диагнозом»,
— разъясняет доцент Института ИТМО Алексей Сергушичев.
Заместо того, что выделять лишь одну систему из генов с большей значимостью, биоинформатики ИТМО предложили метод, при котором генерируется сотки и тыщи подграфов с внедрением данных всего генома. Разработанный метод дозволяет высчитать возможность связи всякого эталона с интересующей заболеванием и проанализировать их состав с учетом взаимодействия всякого гена. В его базе — способ Монте-Карло по схеме марковских цепей (Markov chain Monte Carlo).
«Представьте, что вы желаете собрать корабль в бутылке. Можно попробовать создать это пинцетом, а можно просто, грубо говоря, трясти бутылку. Когда детальки соберутся, как необходимо, мы закрепляем систему в этом состоянии и продолжаем трясти далее. Если же нас не устраивает новое положение деталей — начинаем поначалу. Рано либо поздно у нас получится что-то схожее на корабль. Аналогично и в нашей программке. В одном из наборов генов убирается один. Если число активных генов растёт — мы сделали всё верно, сохраняем. Если нет — действуем далее. Через несколько схожих шагов значимость может резко возрастать. Так метод сформировывает огромное количество вариантов графов»,
— растолковал ведущий научный сотрудник Института ИТМО Никита Алексеев.
Получив такую подборку, можно узреть, какие гены встречаются в ней почаще. К примеру, если некий из генов встречается в 90% таковых подграфах, означает, учёные могут быть убеждены в его связи с исследуемым состоянием на 90%.
Создатели проекта отмечают, что в будущем метод быть может представлен в виде системы с ползунком, с помощью которой можно будет получать показания для различных целей и с разной точностью.
«К примеру, чем меньше мы поставим степень нашей убежденности, тем больше генов нам будет показано — и напротив. По мере необходимости выявить лишь те гены, в которых мы убеждены, мы должны поставить ползунок кое-где на 99%»,
— заключает Никита Алексеев.
