Научници са Универзитета у Санкт Петербургу створили нови метод за декодирање вирусних генома

Објављено: 08.06.2020.год.
фото: spbu.ru


Научници са Универзитета у Санкт Петербургу, alma mater руског председника Владимира Путина, настављају научну битку са коронавирусом, те развијају нове алате који ће помоћи да се разоружа не само Covid-19, него и његови сродници. Дакле, биоинформатички Центар за алгоритамску биотехнологију Државног универзитета Санкт Петербург, заједно са колегама са Калифорнијског универзитета у Сан Дијегу, представио је асемблер metaviralSPAdes - нови метод који омогућује да се пронађе и састави геном вируса међу многим другим низовима.

Развој ће помоћи бржем и практичнијем дешифровању генома патогена, што значи да ће омогућити брзи почетак развоја тестних система и вакцина против опасних инфекција. Научни чланак објављен је у часопису Bioinformatics.

Када се човечанство суочи са новим вирусом, биолози пре свега требају да дешифрују његов геном, што је неопходно као услов за даљу дијагнозу болести и развој вакцине. Међутим, ако је потребно секвенцирање током избијања новог патогена, појављује се проблем. На пример, пљувачка пацијента са Covid-19, која је коришћена за прво декодирање коронавируса SARS-CoV-2, садржи геноме многих других, у већини случајева, безопасних вируса. Да не спомињемo стотине бактерија које живе у људским устима и отежавају претрагу вирусних низова.

Овај пример показује колико је важно бити у стању решити много сложенији рачунски проблем од дешифровања једног јединог генома - прикупљање метагенома, скупова стотина различитих генома микроорганизама који живе у истом окружењу. Тешкоћа лежи у чињеници да као резултат таквог рада можете добити хиљаде секвенци, међу којима ће бити фрагмената генетског кода и вируса и бактерија, а који се подаци односе на жељени патоген, врло је тешко разумети.


Поред тога, научници ће неминовно имати и други задатак - секвенцирање метавирома - чија је суштина да се тачно идентификују вирусне секвенце скривене међу много дужим фрагментима бактерија. Тада ће биоинформатика буквално постепено прикупити комплетни геном вируса, који је постао кривац епидемије.


Донедавно, истраживачи нису имали посебну методу која би омогућила прикупљање вирусних метагенома. Међутим, група руских и америчких научника са Државног универзитета у Санкт Петербургу и Калифорнијског универзитета у Сан Дијегу развила је 
МetaviralSPAdes анализу резултата секвенцирања метавирома што ју је претварило у једноставан задатак. Биолози и даље не могу читати читав геном на исти начин као што читамо књигу, од почетка до краја. Уместо тога, они читају мале фрагменте, тако да склапање генома није много другачије од састављања загонетке од милион фрагмената. Често се овај задатак сматра једним од најкомплекснијих алгоритамских проблема у биоинформатици. Па тако, он се може решити на пример, најчешће коришћени генски филтер SPAdes (Санкт Петербург асемблер), који је такође створио руско-амерички тим научника, данас се користи у готово 9.000 студија. Помоћу њега научници су анализирали патогене који су проузроковали епидемију респираторног синдрома на Блиском истоку (MERS) у Саудијској Арабији, еболу у Конгу, гонореју у Енглеској, менингитис у Гани, денга грозницу на Суматри и десетине других епидемија, које су се појавиле у последњих осам година од настанка 
SPAdes-а.

Не треба заборавити да је састављање метагенома из 1000 генома много сложеније од састављања секвенце једног генома. У овом случају морате да радите са 1000 засебних загонетки уместо једне - потребно је да сакупите „слику“, чији су фрагменти помешани са милијардама комада из других слагалица. Да би решио овај проблем, пре три године, руско-амерички тим научника развио је 
SPAdes методу која је, заузврат, постала водећи метагеномски алат. Помоћу ње, вађење вирусних низова из огромне количине података постало је лакше. Међутим, прикупљање са metaviralSPAdes-ом нове генерације може не само да пронађе фрагменте вирусних генома, већ и да из њих састави готову слагалицу - геном патогена.

Пандемија Covid-19 била је позив на узбуну биолозима који проучавају пренос вируса са животиње на човека и подсетила колико је важно проучавање различитих домаћина вируса, попут слепих мишева, који имају невиђен имуни систем који им омогућава да коегзистирају са многим патогенима, а који могу убити људе. Морамо сазнати од чега су слепи мишеви боловали пре, а не после пандемијског налета.

Наравно, попис вирусних генома разних животиња представља сложен рачунски проблем. Међутим, с 
metaviralSPAdes-ом, биолози сада могу много лакше реконструисати вирусне геноме слепих мишева или било који други потенцијални извор будућих пандемија.

 
У стварању новог геномског колектора учествовали су Дмитриј Антипов и Михаил Раико из Центра за алгоритамску биотехнологију са Института за транслацијску биомедицину при Државном универзитету у Санкт Петербургу, Ала Лапидус, заменик директора Центра, као и познати научник из области биоинформатике и професор са Калифорнијског универзитета у Сан Дијегу, Павел Певзнер.

Подсетимо се да су раније научници Центра алгоритамског биотехнолошког центра Државног универзитета у Санкт Петербургу помогли колегама из Смородинчевог института у истраживању грипа, те први пут дешифровали геном „руске“ варијанте вируса SARS-CoV-2, што је довело до пандемије Covid-19. РНK овог вируса изолован је из бриса петербуржанке 15. марта 2020. године. Поред тога, недавно је међународна група научника на челу са Павелом Певзнером створила нову рачунску методу за тражење циклопептида - класу супстанци која укључује многе познате антибиотике. Научници су користили приступ назван CycloNovo и пронашли 79 нових потенцијалних кандидата за улогу убица бактерија.
 

Кључне речи:

(0)

Остале вести из рубрике

Наука

Деценија НИС-овог програма „Енергија знања“

У подршку младим талентима, образовање и науку НИС уложио више од шест милиона евра

Успостављена сарадња између НИС-а и Математичког факултета у Београду
Успостављена сарадња између НИС-а и Математичког факултета у Београду

Kомпанија НИС наставила је да проширује круг партнера међу образовним институцијама успостављањем сарадње са Математичким факултетом...

2022-12-08 08:58:38

Трећа сезона програма „NIS Energy“
Трећа сезона програма „NIS Energy“

Сви мастер студенти и дипломци изабраних факултета који желе да започну каријеру у компанији НИС имају...

2022-11-08 15:27:01

НИС пружа нову прилику младим стручњацима
НИС пружа нову прилику младим стручњацима

ТРЕЋА СЕЗОНА ПРОГРАМА „NIS ENERGY“

2022-10-18 15:28:07

Наставак успешног партнерства НИС-а са образовним институцијама
Наставак успешног партнерства НИС-а са образовним институцијама

Успостављена сарадња са Универзитетом у Новом Саду и Филозофским факултетом Нови Сад

2022-10-01 13:28:24

Потписан Меморандум о сарадњи између НИС-а и Саобраћајног факултета у Београду
Потписан Меморандум о сарадњи између НИС-а и Саобраћајног факултета у Београду

Компанија НИС наставља да проширује круг партнера међу образовним институцијама успостављањем сарадње у области образовања, истраживања...

2022-09-02 14:51:27

НИС даје шансу студентима
НИС даје шансу студентима

  У оквиру шесте сезоне програма праксе „NIS Calling“, ове године тим НИС-а је постао богатији за...

2022-08-02 13:14:16

Русија направила замену за америчку електронику за комуникационе системе на авионима „Суперџет“ и МС-21
Русија направила замену за америчку електронику за комуникационе системе на авионима „Суперџет“ и МС-21

Компанија "Руселектроника", која је део "Ростеха", направила је електронику за комуникационе системе за руске цивилне авионе...

2022-07-25 12:22:56

Још један великих успех наше математичке: Четири медаље на Међународној олимпијади у Норвешкој
Још један великих успех наше математичке: Четири медаље на Међународној олимпијади у Норвешкој

На 63. Међународној математичкој олимпијади (IMO), која је од 9. до 16. јула одржана у Ослу,...

2022-07-19 09:50:56

РТ: Научници ЦЕРН-а открили три нове врсте „егзотичних“ честица
РТ: Научници ЦЕРН-а открили три нове врсте „егзотичних“ честица

Научници су открили три "егзотичне врсте честица" корак ближе откривању начина на који универзум функционише, саопштио...

2022-07-08 11:27:43

Шест медаља за екипу Србије на Јуниорској балканској математичкој олимпијади
Шест медаља за екипу Србије на Јуниорској балканској математичкој олимпијади

На 26. Јуниорској балканској математичкој олимпијади, одржаној у Сарајеву, шесточлана екипа Србије освојила је једну златну...

2022-07-05 11:15:56

НИС уз најбоље српске математичаре
НИС уз најбоље српске математичаре

  У просторијама Математичке гимназије у Београду данас је одржана  свечана додела медаља и диплома за учеснике...

2022-06-23 17:10:42

Руски универзитети више не учествују у Болоњском процесу
Руски универзитети више не учествују у Болоњском процесу

Руски универзитети више не учествују у Болоњском процесу, изјавио је заменик министра науке и високог образовања...

2022-06-06 19:06:24

Фестивал науке овог викенда на Ади Циганлији
Фестивал науке овог викенда на Ади Циганлији

Почела највећа научна забава на отвореном

2022-06-05 13:35:37

Фестивал науке и НИС вас позивају на Научни пикник
Фестивал науке и НИС вас позивају на Научни пикник

Видимо се 4. и 5. јуна у Парку науке на Ади Циганлији!

2022-06-02 14:39:48

НИС шири сарадњу са образовним установама у Србији
НИС шири сарадњу са образовним установама у Србији

Сарадња и са факултетима у области безбедности и здравља на раду

2022-05-31 13:35:53

Министарство науке и високог образовања Русије потврдило намеру укидања Болоњског система образовања
Министарство науке и високог образовања Русије потврдило намеру укидања Болоњског система образовања

Министарство науке и високог образовања Русије потврдило је намеру укидања Болоњског процеса и да се приоритет...

2022-05-24 20:11:50

НИС и Рачунарски факултет успоставили сарадњу
НИС и Рачунарски факултет успоставили сарадњу

Kомпанија НИС и Рачунарски факултет Универзитета Унион успоставили су сарадњу у области образовања, истраживања и трансфера...

2022-05-16 16:34:15

Пракса за студенте у НИС-у: Почиње пријава за шесту генерацију „NIS Calling”
Пракса за студенте у НИС-у: Почиње пријава за шесту генерацију „NIS Calling”

Компанија НИС позива студенте завршних година факултета и мастер студија  да се придруже тиму једног од...

2022-04-27 16:54:29

Роскосмос ће предложити руским авио-компанијама да заменe опрему америчког Џи-Пи-Еса руским ГЛОНАСС-ом
Роскосмос ће предложити руским авио-компанијама да заменe опрему америчког Џи-Пи-Еса руским ГЛОНАСС-ом

"Роскосмос" ће предложити руским авио-компанијама да заменe опрему америчког Џи-Пи-Ес навигационог система руским ГЛОНАСС-ом, саопштио је...

2022-04-22 12:42:02

„Росавијација“ препоручила авио-компанијама да се припреме за могуће гашење Џи-Пи-Ес навигационог система, пише Известија
„Росавијација“ препоручила авио-компанијама да се припреме за могуће гашење Џи-Пи-Ес навигационог система, пише Известија

Федерална агенција за ваздушни саобраћај "Росавијација" препоручила је авио-компанијама да се припреме за могуће гашење Џи-Пи-Ес...

2022-04-22 08:35:17

Након осам деценија Руски научни институт у Србији обновио своју делатност,  уз подршку \
Након осам деценија Руски научни институт у Србији обновио своју делатност, уз подршку "Гаспром њефт"-а

У Руском центру за науку и културу „Руски дом“ у Београду одржана је презентација Руског научног...

2022-02-17 12:27:17

РТ: Кина шири највећу на свету 5Г мрежу
РТ: Кина шири највећу на свету 5Г мрежу

Mинистарство индустрије и информационих технологија Кине је саопштило данас да је земља поставила укупно скоро 1,43...

2022-02-14 09:39:20

РТ: Научници постигли „велику прекретницу“ ка искориштавању енергије звезда
РТ: Научници постигли „велику прекретницу“ ка искориштавању енергије звезда

Истраживачи су поставили нови рекорд створене количине енергије ослобођене у реакцији нуклеарне фузије

2022-02-11 09:16:56

Генерални директор НИС-а Кирил Тјурдењев добитник Светосавске награде
Генерални директор НИС-а Кирил Тјурдењев добитник Светосавске награде

Кирил Тјурдењев, генерални директор компаније НИС, добитник је Светосавске награде за 2021. годину за изузетан допринос...

2022-01-27 16:25:12

rt nauka
baner rakija desno nauka
baner apartman desno / nauka
baner obzor desno - nauka

Будите у току са новим дешавањима, пријавите се на нашу листу новости:
Фото дана Доњецк

Доњецк