Колчанов Николай Александрович

 

КОЛЧАНОВ НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

 

Академик РАН, доктор биологических наук, профессор,

заведующий кафедрой информационной биологии

факультета естественных наук Новосибирского госуниверситета

 

Н.А. Колчанов - специалист в области молекулярной генетики, биоинформатики и нанобиоинженерии.

 

Основные направления научной деятельности 

Первостепенное значение имеют работы Н.А. Колчанова по созданию интегрированных баз данных и программно-информационных комплексов для решения задач биоинформатики, экологии, биомедицины, биотехнологии и фармакологии, а также исследования по компьютерной геномике и протеомике, реконструкции и анализу генных сетей, моделированию молекулярно-генетических систем и процессов, компьютерной поддержке экспериментального создания искусственных молекулярно-генетических конструкций. На этой основе разработаны оригинальные компьютерно-экспериментальные подходы к конструированию геносенсоров, функционирующих в микро/нанофлюидных системах, создаваемых на основе лигатехнологий с использованием синхротронного излучения. С участием Н.А. Колчанова исследовано применение терагерцового излучения для перехода ДНК и белков в форме наночастиц в аэрозольную фазу.

Под руководством Н.А. Колчанова разработан комплекс программно-информационных средств для компьютерного моделирования и дизайна в области постгеномной системной биологии (АСНИ  «Системная биология»), обеспечивающий выполнение следующих функций: 1) интеграция, хранение и конвейерная обработка гетерогенных экспериментальных данных по биоинформатике и системной биологии; 2) анализ и структурно-функциональная аннотация геномных последовательностей; 3) филогенетический и сравнительный анализ геномных последовательностей; 4) решение задач компьютерной транскриптомики, компьютерной протеомики; 5) реконструкция структурных моделей сложных молекулярно-генетических систем на основе анализа и интеграции гетерогенных экспериментальных данных; 6) компьютерное моделирование сложных молекулярно-генетических систем и процессов, контролирующих жизненно важные функции одноклеточных организмов, а также ансамблей клеток, тканей и органов у животных и растений; 7) компьютерная поддержка дизайна искусственных бактериальных молекулярно-генетических конструкций с заданными свойствами; 8) компьютерная поддержка планирования генно-инженерных экспериментов на растениях и прокариотах с целью создания организмов с качественно новыми или улучшенными свойствами; 9) исследование влияния генетического полиморфизма на структурно-функциональную организацию молекулярно-генетических систем человека.

Н.А. Колчанов внёс существенный вклад в разработку теории анализа генетических текстов и создание новых технологий компьютерного исследования структурно-функциональной организации и эволюции геномов. Совместно с соавторами разработал компьютерные базы данных по структурно-функциональной организации регуляторных геномных последовательностей, компьютерные методы их анализа и распознавания. Создал компьютерные и теоретические методы исследования молекулярных механизмов мутационного процесса. Сформулировал концепцию зависимости мутационного процесса от контекстных и структурных особенностей ДНК. Он автор и активный участник создания программно-информационных комплексов для решения задач биоинформатики и системной компьютерной биологии.

Удостоен ученых степеней и званий:

  • · ученой степени кандидата биологических наук, тема диссертации «Исследование ренин-ангиотензинной системы на основе математического и экспериментального моделирования» (1975)
    • ученого звания старшего научного сотрудника по специальности «генетика» (1987)
    • ученой степени доктора биологических наук, тема диссертации «Теоретическое исследование закономерностей структурно-функциональной организации и эволюции генетических макромолекул» (1989)
    • ученого звания профессора по специальности «Генетика» (1993)
    • ученого звания член-корреспондента РАН (2003)
    • академика РАН (2008).

 

Н.А. Колчанов родился 9 января 1947 года в с. Кондрашино Знаменского района Омской области, отец - Колчанов Александр Леонтьевич (инженер), мать - Колчанова Анна Климентьевна (преподаватель). Окончил биологическое отделение факультета естественных наук по специальности «биология» в 1971 г., аспирант Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО АН СССР (1971-1974).

Трудовая деятельность связана с ИЦиГ СО АН СССР/ СО РАН: младший научный сотрудник лаборатории генетики популяций (1975-1983), старший научный сотрудник лаборатории генетики популяций (1983-1988), заведующий теоретическим отделом (1988-1989), заведующий лабораторией теоретической генетики (1989-по настоящее время), заместитель директора по научной части (с 1992 - 2007), возглавил Институт цитологии и генетики СО РАН с 2007 года.

Н.А. Колчанов - преподаватель кафедры цитологии и генетики (1995-2003), профессор той же кафедры (с 2003 г.), заведующий, профессор кафедры информационной биологии факультета естественных наук НГУ (с 2003 г.). Читает специальный курс для студентов 3-4 курсов факультета естественных наук и для студентов 2-5 курсов механико-математического факультета, факультета информационных технологий и физического факультета НГУ «Информационная биология», вел курс «Дискретная математика (математическое моделирование биологических процессов)», который включал лекции и практические занятия. Под его научным руководством защищено 14 кандидатских диссертаций, он являлся научным консультантом 3 докторских диссертаций.

Награжден почетным званием «Заслуженный ветеран СО РАН» (1995), почетным знаком «Серебряная сигма» (2007), почетной грамотой РАН и Профсоюза работников РАН (2007).

Николай Александрович входит в состав Совета по науке и образованию при Президенте РФ, Научного совета РАН по молекулярной биологии и генетике, рабочей группы «Стратегия развития наноиндустрии» при Правительственном совете по нанотехнологиям, Совета СО РАН по супервычислениям, Бюро Объединенного ученого совета по биологическим наукам СО РАН, является заместителем главного редактора «Вавиловского журнала генетики и селекции», членом редакционных коллегий журналов «Сибирский экологический журнал»,  «Экологическая генетика», «Генетика», «Journal of Integrative Bioinformatics», членом Научно-координационного совета при ФАНО России, членом совета  Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), членом Президиума СО РАН, вице-президентом Центрального Совета ВОГИС, председателем Научного совета СО РАН по биоинформатике, заместителем председателя Научного совета РАН по математической биологии и биоинформатике, председателем Ученого совета ИЦиГ СО РАН, заместителем председателя Диссертационного Совета ИЦиГ СО РАН по защитам кандидатских и докторских диссертаций, заместителем председателя Научного совета РАН по генетике и селекции, членом Научного экспертного совета при Правительстве Новосибирской области.

 

Н.А. Колчанов - автор и соавтор более 620 научных работ, из них 6 монографий, 16 авторских свидетельств, 5 патентов.

 

 

Краткий список публикаций:

 

Computer Analysis of Genetic Macromolecules: Structure, Function and Evolution, (Eds. N.A. Kolchanov, H.A. Lim), World Scientific Pub. co., Singapore, New Jersey, London, Hong Kong, 1994, 556 pp. Author (co-editor with H.A. Lim)

Ratner V.A., Zharkikh A.A., Kolchanov N.A., Rodin S.N., Solovyov V.V., Antonov A.S. Molecular Evolution (Biomathematics: v. 24), Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York,1996, 433 pp.

Bioinformatics of genome regulation and structure. (Eds. N.Kolchanov and R. Hofestaedt), Kluwer Academic Publishers, Boston/Dordrecht/London, 2004,373 pp.

E. A. Ananko, N. L. Podkolodny, I. L. Stepanenko, O. A. Podkolodnaya, D. A. Rasskazov, D. S. Miginsky, V. A. Likhoshvai, A. V. Ratushny, N. N. Podkolodnaya, and N. A. Kolchanov  GeneNet in 2005 // Nucl. Acids Res. 2005. V.33: D425-D427.

Биоразнообразие и динамика экосистем: компьютерные подходы и моделирование. Под ред. В.К.Шумного, Ю.И.Шокина, Н.А.Колчанова, А.М.Федотова. Изд-во СО РАН, Новосибирск, 2006, 648 стр.

Bioinformatics of Genome Regulation and Structure II. (Eds. N.Kolchanov, R. Hofestaedt, L.Milanesi), Springer Science+Business Media, Inc., New York, 2006,556 pp.

Biosphere origin and evolution. Ed. By N.Dobretsov, N.Kolchanov, A.Rozanov, G.Zavarzin. Springer 2007, 430 pp.

Системная компьютерная биология. Под ред.: Н.А.Колчанов, С.С.Гончаров, В.А.Лихошвай, В.А.Иванисенко. Изд-во СО РАН, Новосибирск, 2008, 768 стр.

Роль микроорганизмов в функционировании живых систем: фундаментальные проблемы и биоинженерные приложения. Под ред.: В.В. Власов, А.Г. Дегерменджи, Н.А. Колчанов, В.Н. Пармон, В.Е. Репин.  Изд-во СО РАН, Новосибирск. 2010. 426 c.

Экологическая, биотехнологическая, медицинская и теоретическая микробиология. Под ред.: Власов В.В., Дегерменджи А.Г., Колчанов Н.А., Пармон В.Н., Репин В.Е. Новосибирск: СО РАН. 2010.

Bandyopadhyay A., Arora A., Jain S., Laskar A., Mandal C., Ivanisenko V.A., Fomin E.S., Pintus S.S., Kolchanov N.A., Maiti S., Ramachandran S. Expression and molecular characterization of the Mycobacterium tuberculosis PII protein // J Biochem. 2010. 147(2):279-89.

Mironova V.V., Omelyanchuk N.A., Yosiphon G, Fadeev S.I., Kolchanov N.A., Mjolsness E., Likhoshvai V.A. A plausible mechanism for auxin patterning along the developing root // BMC Systems Biology. 2010. V. P. 98.

Sommer B., Tiys E.S., Kormeier B., Hippe K., Janowski S.J., Ivanisenko T.V., Bragin F.O., Arrigo P., Demenkov P.S., Kochetov A.V., Ivanisenko V.A., Kolchanov N.A., Hofestädt R. Visualization and analysis of a cardio vascular disease- and MUPP1-related biological network combining text mining and data warehouse approaches //Journal of Integrative Bioinformatics. 2010. Vol. 7(1). P. 148.

Suslov V.V., Ponomarenko M.P., Savinkova L.K., Ponomarenko P.M., Efimov V.M.,

 Kolchanov N.A. SNPs in the HIV-1 and HIV-2 TATA Box and the AIDS pandemic

 //J. Bioinform. Comput. Biol. 2010. V. 8. P. 607-625.

Миронова В.В., Омельянчук Н.А., Пономаренко П.М., Пономаренко М.П., Колчанов Н.А. Эффективность связывания TBP c промотором ARF-генов растений коррелирует с характером влияния ARF белков на транскрипцию (активатор/репрессор) //ДАН. 2010. Т 433. С. 549–554.

Пельтек С.Е., Горячковская Т.Н., Рубцов Н.Б., Хлебодарова Т.М., Колчанов Н.А.,

Попик В.М., Пиндюрин В.Ф., Гольденберг Б.Г., Щеглов М.А., Кулипанов Г.Н. Микрофлюидные системы в биологии и конструирование геносенсоров //Нанотехнологии, экология и производство. 2010. № 4. С. 84-87.

Подколодная О.А., Яркова Е.Э., Деменков П.С., Коновалова О.С., Иванисенко В.А., Колчанов Н.А. Использование компьютерной системы ANDCell для реконструкции и анализа ассоциативных сетей потенциальных механизмов взаимосвязи миопии и глаукомы // Информационный вестник ВОГиС.  2010. Т. 14. № 1. С. 106-115.

Николаев С.В., Зубаирова У.С., Фадеев С.И., Мйолснесс Э., Колчанов Н.А. Исследование одномерной модели регуляции размеров возобновительной зоны в биологической ткани с учётом деления клеток //Сибирский журнал индустриальной математики. 2010. Т. 13. № 4 (44). С. 70-82.

Брагин А.О., Деменков П.С., Тийс Е.С., Хофештадт Р., Иванисенко В.А., Колчанов Н.А. Компьютерный анализ взаимосвязи аллергенности микроорганизмов и среды их обитания // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012. Т.16. №4/1. С. 784-790.

Втюрина Н.Н., С.Л. Гроховский, А.Б. Васильев, И.И. Титов, П.М. Пономаренко, М.П. Пономаренко, С.Е. Пельтек, Ю.Д. Нечипуренко, Колчанов Н.А. Контекстные характеристики ДНК, значимые для ее повреждения ультрафиолетовым лазерным излучением с длиной волны 193 нм. // Доклады Академии наук. 2012. Т.447 № 2.  С.217-222.

Гунбин К.В., Афонников Д.А., Деревянко А.П., Колчанов Н.А. Важная роль изменений микроРНК в эволюции Homo neanderthalensis и Homo Denisova // Археология, этнография и антропология Евразии.  2012. №3(51) С.22-30.

Иванисенко В.А., Деменков П. С., Пинтус С. С., Иванисенко Т. В., Подколодный Н. Л., Иванисенко Л. Н., Розанов А. С., Брянская А. В., Кострюкова Е. С., Левицкий С. А., Селезнева О. В., Чукин М. М., Ларин А. К., Кондратов И. Г., Лазарев В. Н., Пельтек С. Е., Говорун В. М., Колчанов Н.А. Компьютерный анализ метагеномных данных – предсказание количественной величины специфической активности белков // Доклады Академии наук. 2012. Т.443. № 2. С.248-252.

Ларина И.М., Доброхотов И.В., Тийс Е.С., Деменков П.С., Иванисенко В.А., Валеева О.А., Пастушкова Л.Х., Николаев Е.Н., Колчанов Н.А. Реконструкция ассоциативных белковых сетей, связанных с процессами регуляции обмена и депонирования натрия в организме здорового человека на основе изучения протеома мочи // Физиология человека. 2012. Т.38. №3.С.107-115

Мищенко Е.Л., Н.В. Иванисенко, И.Р. Акбердин, П.С. Деменков, В.А. Лихошвай, В.А. Иванисенко, Колчанов Н.А. Подавление репликации субгеномного РНК репликона вируса гепатита с ингибитором NS3 протеазы SCH 503034 в HUH-7 клетках: стохастическая модель // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012.Т. 16. № 2.  С.339-347

Николаев С.В., Голушко С.К., Палаки Ж.-К., Урбан О., Амелина Е.В., Юрченко А.В., Голушко К.С., Зубаирова У.С., Пененко А.В., Трубюй А., Колчанов Н.А. Моделирование морфодинамики на ранних стадиях эмбриогенеза растения. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012. Т. 16. № 4/1. С.805-815

Орлов Ю.Л., А.О. Брагин, И.В. Медведева, К.В. Гунбин, П.С. Деменков, О.В. Вишневский, В.Г. Левицкий, Д.Ю. Ощепков, Н.Л. Подколодный, Д.А. Афонников, И. Гроссе, Колчанов Н.А. ICGenomics: программный комплекс анализа символьных последовательностей геномики // Вавиловский журнал генетики и селекции.  2012. Т. 16 № 4/1. С.732-741

Подколодная О.А., Игнатьева Е.В., Подколодный Н.Л., Колчанов Н.А. Пути поступления наночастиц в организм млекопитающих, их биосовместимость и клеточные эффекты // Успехи современной биологии. 2012. Т.132.  № 1. С.3–15

Подколодный Н.Л., Семенычев А.В., Рассказов Д.А., Боровский В.Г., Ананько Е.А., Игнатьева Е.В., Подколодная Н.Н., Подколодная О.А., Колчанов Н.А. Распределенная система RESTful-web-сервисов для реконструкции и анализа генных сетей // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012. Т.16. №4/1. С.791-798

Подколодный Н.Л., Игнатьева Е..В, Подколодная О.А., Колчанов Н.А. Информационная поддержка исследования механизмов регуляции транскрипции: онтологический подход // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012. Т. 16. № 4/1. С. 742-755

Bragin A.O., P.S. Demenkov, V.A. Ivanisenko, N.A.Kolchanov. Accuracy of protein allergenicity prediction can be improved by taking into account data on allergenic protein discontinuous peptides //Journal of Biomolecular Structure and Dynamics. 2012. Vol. 31(1). P.59-64

Demenkov P.S., T.V. Ivanisenko, V.A. Ivanisenko, N.A.Kolchanov. ANDVisio: a new tool for graphic visualization and analysis of literature mined associative gene networks in the ANDSystem // In Silico Biology. 2012. Vol. 11(3-4). P.149-161

Demidova E.V., T.N. Goryachkovskaya, T.K. Malup, S.V. Bannikova, A.I. Semenov, N.A. Vinokurov, V.M. Popik, S.E. Peltek, N.A.Kolchanov. Studying the non-thermal effects of terahertz radiation on E. coli/pKatG-gfp biosensor cells // Bioelectromagnetics. 2012. 2012. DOI: 10.1002/bem.21736.

Lashin S.A., Matushkin Yu.G., Suslov V.V., Kolchanov N.A. Computer modeling of genome complexity variation trends in prokaryotic communities under varying habitat conditions // Ecological Modelling.  2012. Vol. 224(1). P.124-129.

Medvedeva I., P. Demenkov, V. Ivanisenko, N. Kolchanov. SitEx: a computer system for analysis of projections of protein functional sites on eukaryotic genes // Nucleic Asids Res. 2012. Vol. 40.  D. 1. D278-283.

Mironova V.V., Omelyanchuk N.A., Novoselova E.S., Doroshkov A.V., Kazantsev F.V., Kochetov A.V., Mjolsness E., Likhoshvai V.A., Kolchanov N.A. Combined in silico/in vivo analysis of mechanisms providing for root apical meristem self-organization and maintenance // Annals of Botany. 2012. Vol. 110(2). PP.349-360.

Иваниcенко Н.В., Мищенко Е.Л., Акбеpдин И.P., Деменков П.C., Лиxошвай В.А., Козлов К.Н., Тодоpов Д.И., Cамcонова М.Г., Cамcонов А.М., Колчанов Н.А., Иваниcенко В.А. Pепликация субгеномного репликона вируса гепатита С в присутствии ингибиторов NS3-протеазы: стохастическая модель // Биофизика. 2013. Т. 58. № 5. С. 758–774.

Иванисенко Н.В., Трегубчак Т.В., Сайк О.В., Иванисенко В.А., Щелкунов С.Н.,Колчанов Н.А. Молекулярные механизмы взаимодействия белков CrmB вируса оспы коров и вируса натуральной оспы с фактором некроза опухолей человека // Математическая биология и биоинформатика. 2013. Т. 8. № 2. С. 467–479.

Колчанов Н.А., Игнатьева Е.В., Подколодная О.А., Лихошвай В.А., Матушкин Ю.Г. Генные сети // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. № 4/2. С. 833–850.

Меркулова Т.И., Ананько Е.А., Игнатьева Е.В., Колчанов Н.А. Регуляторные коды транскрипции геномов эукариот // Генетика. 2013. Т. 49. № 1. С. 37–54.

Николаев С.В., Зубаирова У.С., Пененко А.В., Мелснесс Э.Д. (E.D. Mjolsness), Шапиро Б.Е. (B.E. Shapiro), Колчанов Н.А. Модель регуляции структуры ниши стволовых клеток в апикальной меристеме побега Arabidopsis thaliana С. В. // Доклады Российской академии наук. 2013. Т. 452. № 3. С. 336–338.

Нуриддинов М.А., Казанцев Ф.В., Розанов А.С., Козлов К.Н., Пельтек С.Е., Колчанов Н.А., Акбердин И.Р. Математическое моделирование синтеза биоэтанола и молочной кислоты термофильными бактериями рода Geobacillus // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. № 4/1. С. 686–705.

Matushkin Y. G., Levitsky V. G., Orlov Y. L., Likhoshvai V.A., Kolchanov N.A.. Translation efficiency in yeasts correlates with nucleosome formation in promoters // Journal of biomolecular structure & dynamics. 2013. V. 31. Issue: 1. Special Issue: SI. P. 96-102.

Mironova V.V., Omelyanchuk N. A., Savina M. S., Ponomarenko P.N., Ponomarenko M.P., Likhoshvai V.A., Kolchanov N.A. How multiple auxin responsive elements may interact in plant promoters: a reverse problem solution // Journal of bioinformatics and computational biology. 2013. V. 11. Issue: 1. Special Issue: SI. Article Number: 1340011. 

Ponomarenko M.P., Suslov V.V., Ponomarenko P.M., Gunbin K.V., Stepanenko I.L., Vishnevsky O.V., Kolchanov N.A. Abundances of microRNAs in human cells can be estimated as a function of the abundances of YRHB and RHHK tetranucleotides in these microRNAs as an ill-posed inverse problem solutio // Front. Genet. 2013. V. 4. N. 2. P. 122.

Sommer B., Kormeier B., Demenkov P. S., Arrigo P., Hippe K., Ates O., Kochetov A.V., Ivanisenko V.A., Kolchanov N.A., Hofestadt R. Subcellular localization charts: a new visual methodology for the semi-automatic localization of protein-related data sets // Journal of bioinformatics and computational biology. 2013. V. 11. Issue: 1. Special Issue: SI. Article Number: 1340005.

Podkolodnyy N.L., Afonnikov D.A., Vaskin Y.Y., Bryzgalov L.O., Ivanisenko V.A., Demenkov P.S., Ponomarenko M.P., Rasskazov D.A., Gunbin K.V., Protsyuk I.V., Shutov I.Y., Leontyev P.N., Fursov M.Y., Bondar N.P., Antontseva E.V., Merkulova T.I., Kolchanov N.A. Program complex SNP-MED for analysis of single-nucleotide polymorphism (SNP) effects on the function of genes associated with socially significant diseases //Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2014. V.4. Issue 3. P. 159-167.  

Lashin S.A., Matushkin Yu.G., Klimenko A.I., Suslov V.V., Kolchanov N.A. 2014. Evolution, Biodiversity and Ecology in Microbial Communities: Mathematical Modeling and Simulation with the “Haploid Evolutionary Constructor” Software Tool //Biodiversity - The Dynamic Balance of the Planet, PhD. Oscar Grillo (Ed.), Р.111-136. ISBN: 978-953-51-1315-7, InTech.

Хлебодарова Т.М., Ощепков Д.Ю., Левицкий В.Г., Подколодная О.А., Игнатьева Е.В., Ананько Е.А., Степаненко И.Л., Колчанов Н.А. Влияние фланкирующих последовательностей на точность распознавания сайтов связывания транскрипционных факторов //Вавиловский журнал генетики и селекции.  2014. т.18. №4/2. С.36-46.

Лашин С.А., Мамонтова Е.А., Матушкин Ю.Г., Колчанов Н.А. Компьютерное моделирование механизмов формированияи распространения социально-биологических связей и динамики поведения //Вавиловский журнал генетики и селекции. 2014. т.18. №4/3. С.1249-1257.

Demenkov P.S., Ponomarenko M.P., Rasskazov D.A., Gunbin K.V., Protsyuk I.V., Shutov I.Y., Leontyev P.N., Fursov M.Y., Bondar N.P., Antontseva E.V., Merkulova T.I., Kolchanov N.A. Program complex SNP-MED for analysis of single-nucleotide polymorphism (SNP) effects on the function of genes associated with socially significant diseases //Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2014. V.4. Issue 3. P. 159-167.  

Lashin S.A., Matushkin Yu.G., Klimenko A.I., Suslov V.V., Kolchanov N.A. 2014. Evolution, Biodiversity and Ecology in Microbial Communities: Mathematical Modeling and Simulation with the “Haploid Evolutionary Constructor” Software Tool //Biodiversity - The Dynamic Balance of the Planet, PhD. Oscar Grillo (Ed.), Р.111-136. ISBN: 978-953-51-1315-7, InTech.

Хлебодарова Т.М., Ощепков Д.Ю., Левицкий В.Г., Подколодная О.А., Игнатьева Е.В., Ананько Е.А., Степаненко И.Л., Колчанов Н.А. Влияние фланкирующих последовательностей на точность распознавания сайтов связывания транскрипционных факторов //Вавиловский журнал генетики и селекции.  2014. т.18. №4/2. С.36-46.

Лашин С.А., Мамонтова Е.А., Матушкин Ю.Г., Колчанов Н.А. Компьютерное моделирование механизмов формированияи распространения социально-биологических связей и динамики поведения //Вавиловский журнал генетики и селекции. 2014. т.18. №4/3. С.1249-1257.