ЛАБОРАТОРИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ГЕНЕТИКИ Отдел
Системной Биологии
 
О лаборатории
Штат
Конференции
Гранты
Публикации
Ресурсы лаборатории




Вход для сотрудников


АСНИ
MGS
Бионет
Группа моделирования МГС
КИБ
Вестник ВОГиС
Посещение аспирантов
  
"COMPUTATIONAL
SYSTEMS BIOLOGY:
from analysis to synthesis"
Проект "Системная биология"

О ЛАБОРАТОРИИ

  • Буклет Лаборатории "COMPUTATIONAL SYSTEMS BIOLOGY: from analysis to synthesis"

    Информационная биология занимает в современной биологии ключевую и исключительно важную позицию. Она обеспечивает теоретические и информационно -компьютерные основы геномных исследований, генетики и селекции, молекулярной генетики и биологии, генетической и белковой инженерии, биотехнологии, медицинской генетики, генодиагностики, генотерапии, словом, тех наук, благодаря выдающимся достижениям которых биология превратилась в одну из лидирующих наук грядущего столетия. С учетом этого разворачиванию исследований в области информационной биологии во всем мире придается приоритетное значение. Такое же отношение к развитию информационной биологии характерно и для Института цитологии и генетики СО РАН.

    Основные направления исследований

    К числу основных научных задач лаборатории относятся:

    • разработка теоретических и компьютерных методов анализа геномов; теоретическое и компьютерное исследование фундаментальных молекулярно-генетических процессов: транскрипции, сплайсинга, трансляции, мутационного и рекомбинационного процессов и т.д.;

    • компьютерное моделирование структурно -функциональной организации генетических макромолекул (ДНК, РНК и белков);

    • теоретическое и компьютерное исследование фундаментальных принципов регуляции генетических систем и процессов;

    • изучение закономерностей эволюции генетических макромолекул и молекулярно-генетических систем;

    • создание компьютерных баз данных для хранения экспериментальной информации о структуре и функции ДНК, РНК и белков, о функционировании молекулярно-генетических систем организмов;

    • разработка компьютерных технологий моделирования сложных молекулярно-генетических систем и процессов;

    • создание сверх больших информационно -программных систем для анализа молекулярно -биологической и молекулярно-генетической информации.

    Нами разрабатывается база данных TRRD (Transcription Regulatory Regions Database), предназначенная для накопления экспериментальных данных о протяженных районах , контролирующих транскрипцию генов эукариот. База данных TRRD позволяет описывать блочную структуру районов, регулирующих транскрипцию и иерарх ию регуляторных единиц, входящих в эти районы. К ним относятся цис-элементы (сайты связывания транскрипционных факторов), композиционные элементы, образованные парами близкорасположенных сайтов, промоторы, энхансеры, сайленсеры и протяженные районы, регулирующие транскрипцию, которые содержат перечисленные выше элементы и располагаются в 5'- и 3'-концевых областях генов или в интронах .

    Конформационные и физико-химические свойства ДНК определяют функции регуляторных геномных последовательностей (РГП), а также специфичность и эффективность их взаимодействия с регуляторными белками. Конформационные и физико-химические свойства ДНК контекстно зависимы.

    Они определяют взаимную ориентацию пар оснований в двойной спирали ДНК, физико-химические свойства регуляторных геномных последовательностей (РГП) и динамически е характеристики РГП, значимые для ДНК- белковых взаимодействий. Анализ различных типов РГП показал, что каждый такой тип характеризуется специфичным набором конформационных и физико-химических свойств и значениями их активности.

    Развиваемая нами системаGeneExpress предназначена для интеграции собственных разработок и внешних , доступных через Интернет ресурсов по регуляции экспрессии генов.

    Мы разрабатываем базу данных GeneNet для сбора и хранения информации по генным сетям и путям передачи сигналов в эукариотических организмах . Рассматриваются следующие иерарх ические уровни генных сетей: уровень организма, уровень клетки, уровень гена. Следующие генные сети описаны в базе данных GeneNet:

    • Регуляция антивирусного ответа.

    • Регуляция дифференцировки эритроцитов.

    • Ответ на тепловой шок.

    • Авторегуляция гена HSP-70.

    • Регуляция биосинтеза стероидов.

    • Регуляция уровня холестерина в клетке.

    • Регуляция прорастания семян растений.

    • Запасные белки в семенах растений.

    • Регуляция азотфиксации у бобовых .

  • Зависимость величины угла спирального вращения Helical Twist от динуклеотидного контекста двойной спирали ДНК (представление информации в базе данных системы B-DNA-Video )


    Модель ДНК-белкового взаимодействия


    Зависимости сродства транскрипционного фактора USF к сайту связывания от а) средней величины угла спирального вращения ДНК и б) средней глубины большой бороздки ДНК


    Фрагмент вторичной структуры лидерной последовательности РНК thrS E. coli, предсказанной генетическим алгоритмом


    Фрагмент регуляторного 5'-района контролирующего транскрипцию гена тирозин аминотрансферазы крысы, описанного в базе данных TRRD


    Генная сеть регуляции транскрипции гена белка теплового шока HSP70

    © 1997-2006,  Laboratory of Theoretical Genetics, IC&G

    WebDesign Ekaterina Denisova