СИСТЕМНАЯ БИОЛОГИЯ




Аннотация

Дирекция

Извещение о конкурсе

Генеральный заказчик

Наши соисполнители

Аннотация


"Разработка комплекса программных компонентов для компьютерного моделирования и дизайна в области постгеномной системной биологии (системная биология in silico)"

Комплексный инновационный проект "Разработка комплекса программных компонентов для компьютерного моделирования и дизайна в области постгеномной системной биологии (системная биология in silico)" выполняется под руководством зам. директора Института цитологии и генетики СО РАН чл.-корр. РАН Н.А.Колчанова (Головная организация ИЦиГ СО РАН) и при участии Научно-исследовательского института физико-химической медицины (ФГУ НИИ ФХМ), (д.б.н., проф. В М. Говорун); Центра "Биоинженерия" РАН, (акад. РАСХН К.Г.Скрябин), Центра перспективных исследований Санкт-Петербургского политехнического университета (к.б.н., доцент М.Г.Самсонова), некоммерческого партнерства содействия развитию ИТ "Сибакадемсофт", факультета информационных технологий Новосибирского госуниверситета (д.ф.-м.н., проф. М.М.Лаврентьев).

Цель проекта - создание многопользовательского интегрированного программного комплекса "Системная биология", ориентированного на конвейерную обработку данных и решение комплексных проблем при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области биоинженерии, биотехнологии, биомедицины и системной биологии, направленных на создание конкурентоспособных продуктов, их ускоренное внедрение в практику и выход на рынок. Функциональной основой интегрированного программного комплекса является множество взаимосвязанных прикладных программных компонент с широким спектром функциональных возможностей, предназначенных для: реконструкции генных сетей, метаболических, регуляторных систем клеток, тканей, органов, организмов на основе интеграции и анализа многопараметрических гетерогенных экспериментальных данных, получаемых методами геномики, транскриптомики, протеомики, метаболомики, клеточной биологии; создания компьютерных баз данных и знаний, содержащих интегрированную информацию по структурно-функциональной организации и динамике генных сетей от уровня гена до уровня целостного организма; поддержки эксперимента при изучении ген-генных взаимодействий в бактериальной клетке; изучения механизмов функционирования бактериальных геномов и создания компьютерных моделей функционирования бактериальных клеток; решения задач бактериальной метаболомики и метаболической инженерии; экспериментального дизайна искусственных генных сетей с принципиально улучшенными или качественно новыми свойствами с целью их практического применения в биоинженерии, биотехнологии и медицине; построения многопараметрических моделей взаимодействия патогенов с организмом для медицински значимых микроорганизмов; создания генно-сенсорных устройств на основе бактериальных систем; анализа экспериментальных данных по молекулярной эпидемиологии социально-значимых заболеваний и популяционному полиморфизму ДНК; анализа экспериментальных данных при высокоточной генетической идентификации личности; компьютерного моделирования сложных пространственно-распределенных систем и процессов, контролируемых генами, с целью создания трансгенных растений с качественно новыми или улучшенными свойствами.

Создаваемая интегрированная информационно-компьютерная платформа позволит обеспечить организации, работающие в области биоинженерии, биотехнологии, биомедицины и системной биологии, конкурентоспособными средствами компьютерного анализа экспериментальных данных и компьютерного моделирования для ускорения исследований генов, геномов, молекулярно-биологических, молекулярно-генетических и метаболических систем и процессов, контролирующих функционирование клеток, тканей, органов и организмов, в ходе создания конкурентоспособных продуктов с целью их ускоренного внедрения в практику и вывода на рынок.

Описание объектов для возможной коммерциализации.

А) Программный продукт: Различные конфигурации комплекса программных компонентов для компьютерного моделирования и дизайна в области постгеномной системной биологии или программно-аппаратного комплекса, сдаваемого под "ключ". Конфигурация определяется в зависимости от требований заказчика.

Б) Услуги: доступ к программному комплексу для компьютерного моделирования и дизайна; выполнение контрактов по решению конкретных задач в области системной биологии с использованием разработанных программных продуктов.

В) Готовые решения для экспериментального дизайна искусственных генных сетей или генных сетей с принципиально улучшенными или качественно новыми свойствами с целью их практического применения в биоинженерии, биотехнологии и биомедицине; разработанные на основе созданного программного комплекса;

Г) Биотехнологические и биомедицинские продукты и технологии, полученные в результате применения созданных биоинформационных технологий.

Области применения биоинформационных продуктов. Потребители биоинформационных продуктов относятся к следующим секторам: крупные компании, заинтересованные в больших многопользовательских биоинформационных системах для поддержки полного цикла работ, ведущих к созданию конечного продукта (научные исследования, ОКР, промышленные технологии); средние компании, более ограниченный круг задач; малые компании узкий круг специализированных задач; университеты (биоинформационные продукты для образовательной деятельности); академические организации - продукты для НИР в области биологии.

Анализ рынка биоинформационных продуктов показывает, что практически не заполнен его сегмент, связанный с системной компьютерной биологией, ориентированный на интегративный, многопараметрический анализ и моделирование генных сетей и молекулярно-генетических процессов. На этом рынке наиболее востребованы и обладают максимально высоким коммерческим потенциалом интегрированные, многофункциональные биоинформационные программные системы, состоящие из большого количества взаимосвязанных программных компонент и баз данных с широким спектром функциональных возможностей. Ключевыми секторами потребления биоинформационных продуктов данного проекта являются: здравоохранение/биомедицинская/фармакологическая индустрия (генодиагностика, разработка новых лекарств и поиск новых фармакологических мишеней, создание нового поколения вакцин для широкого круга заболеваний и др.); пищевая и микробиологическая промышленность, биотехнологическая индустрия (создание новых технологий переработки биосырья, систем-продуцентов на основе генно-инженерно- модифицированных бактериальных систем, биореакторы на основе растений и животных); приборостроение для биологии (высокопроизводительные приборные комплексы для получения экспериментальных данных в таких направлениях как геномика, протеомика, метаболомика, клеточная биология); агробиология (создание генетически-модифицированных растений); активно формирующаяся индустрия нанобиосенсорных/геносенсорных/биоэлектронных конструкций, применяемых для измерения концентрации метаболитов в биологических/абиологических средах и создания биоуправляющих устройств нового поколения; государственные структуры, связанные с проблемами биобезопасности (идентификация возбудителей опасных болезней). В США, например, затраты на биобезопасность составили в 2004 году ~ 39 миллиардов долларов. Согласно прогнозам, рынок биоинформатики привлечет около 7 миллиардов долларов за 3 года (http://www.lifescienceit.com/lsitaut04bioinformatics.html). Стоимость индустрии информационных технологий в сегменте наук о жизни ~ 11 миллиардов долларов (C. Ingram, G. Gill, 2003, Digital Economy, p. 81). Биоинформатика занимает ~4% на рынке продаж сектора биотехнологии (http://www.bioconsultants.com). Для оценки масштабов этого сектора отметим, что на фондовых рынках США и Европы суммарная капитализация американских биотехнологических компаний превышает $224 млрд. В мире, по данным Biotechnology Industry Organization, насчитывается более 2,5 тыс. таких компаний, причем эта оценка сделана на основе анализа показателей только развитых стран.

Комплексный инновационный проект "Разработка комплекса программных компонентов для компьютерного моделирования и дизайна в области постгеномной системной биологии (системная биология in silico)" по результатам конкурсных торгов получил поддержку Федерального агентства по науке и инновациям. Приглашаем заинтересованных инвесторов к сотрудничеству в реализации проекта. Контакты: руководитель проекта чл.-корр. РАН Н.А.Колчанов (тел. +7-383-3333468, факс +7-383-3331278, e-mail: kol@bionet.nsc.ru;).

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

  • Краткая аннотация результатов работы

  • Пресс-релиз о результатах выполнения государственного контракта