Штаммы бактерий, как книги, только вместо полок ─ цифровые хранилища. Геномная библиотека ─ результат совместной работы генетиков и биоинформатиков. Первые секвенируют, то есть расшифровывают геномы микроорганизмов, вторые описывают геномы, облекая их в математические модели.
─ Какие-то параметры в модели мы можем двигать, а за параметрами скрываются конкретные химические вещества. То есть мы можем увидеть, как меняются относительно друг друга одно вещество и другое, ─ рассказывает младший научный сотрудник Курчатовского геномного центра ФИЦ ИЦиГ СО РАН Татьяна Лахова.
Виртуально с определённой степенью достоверности биоинформатики могут оценить потенциал микроорганизмов. Различные их виды применяют в разных отраслях экономики: от сельского хозяйства до производства лекарств. Востребованы также штаммы с экологическим потенциалом. Например, бактерии-нефтедеструкторы, способные ликвидировать последствия разливов нефтепродуктов. Усилить нужные свойства можно, внеся изменения в геном. Какие и куда, изучают биоинформатики.
─ Мы можем исключить какие-то ключевые гены и посмотреть, как пойдут процессы реакции в новой ситуации, ─ поясняет младший научный сотрудник Курчатовского геномного центра ФИЦ ИЦиГ СО РА Фёдор Казанцев. ─ Мы сокращаем количество возможных вариантов и отсекаем бесполезные, бесперспективные пути, чтобы сэкономить ресурсы, время и деньги.
Геном часто сравнивают с нотами, а генные сети – с симфоническим оркестром. Композитор даёт солировать скрипке, флейте, виолончели ─ любому музыкальному инструменту. Общее звучание подстраивается под их голос. В любом из вариантов это будет разная, по-своему оригинальная музыка. Так и бионформатик: строя математические модели, он может отдать ведущую партию одному, другому, третьему гену. А когда их тысячи, то и результатов взаимодействия будет бесчисленное множество. И всякий раз это будет уникальная комбинация.
Таким образом, биоинформатик может дать рекомендации генному инженеру, что подправить в геноме, чтобы потенциал, например бактерии, раскрылся в нужном ключе.
Ведущий научный сотрудник отделения Курчатовский геномный центр ИЦиГ СО РАН Сергей Лашин отмечает, что это делается не только для текущих задач, но и чтобы воспитать команды исследователей, которые в будущем, на протяжении следующих 10-20 лет, смогли бы решать подобные задачи.
За 5 лет учёные должны пополнить цифровую библиотеку данными геномов 10 тысяч микроорганизмов. Кроме того, новосибирские учёные создают программную платформу для более быстрой и качественной работы с геномом. Доступных аналогов в мире нет.
