Сергей Науменко, научный сотрудник лаборатории эволюционной геномики факультета бионженерии и информатики МГУ им. Ломаносова рассказал ПостНауке о лаборатории, сепуркомьютерах, которые используются для обработки геномных данных, и проблемах, которые в связи с этим приходится решать.
Читать полностью »
Метка «геномика»
Компьютеры для геномики
2013-11-28 в 16:05, admin, рубрики: биоинформатика, Блог компании ПостНаука, будущее здесь, геномика, суперкомпьютер, метки: биоинформатика, геномика, суперкомпьютерАнализ генома бактерий. Продолжение
2013-02-15 в 1:27, admin, рубрики: Алгоритмы, биоинформатика, генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, эволюция, метки: генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, эволюцияВ предыдущей статье, обсуждение получилось слишком крикливым. Но мы открыли свой сайт и там я переписал более взвешенно. Написанное там рекомендую прочитать, чтобы потом не жаловаться на сложность изложения. На самом деле нужен минимум информации для понимания. Я обещал написать продолжение о своем эксперименте, поэтому те кто заинтересовался проблематикой построения эволюционных деревьев — прошу под кат. Читать полностью »
Проект «Геном прокариот» — научный стартап
2013-02-07 в 7:44, admin, рубрики: Алгоритмы, биоинформатика, генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, управление проектами, эволюция, метки: генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, эволюцияЭтот проект был задуман давно. Лет 5 назад я считал, что многие результаты в геномике могут быть получены людьми далекими от биологии, коим я в полной мере являюсь. Конечно за это время я немного нахватался терминологии и немного узнал как работают специалисты. Но чем больше я узнавал как работают специалисты тем большие отторжение это у меня вызывало. Я считаю, что они явно много незаслуженно усложняют в результате чего не простая область становится не проходимой. В то время как все достаточно просто и качественно можно сделать. И да я с ними пытаюсь конкурировать (конечно, только в определенной узкой области), как бы наивно это не выглядело.
Вся проблема этого проекта — это то, что я его единственный полноценный участник. Конечно, я успел со многими за это время поговорить и многие оказали реальное влияние на проект. Всем им спасибо. Понятно, что не коммерческий проект не сильно может рассчитывать на успех. Да, действительно за каждым научным проектом стоит солидные около миллионные вливания и команда серьезных ученных. У нас этого нет, а есть лишь гуманизм и энтузиазм.
Поэтому в первую очередь я нуждаюсь в советах от тех у кого есть опыт в стартапе подобных проектов на не коммерческой основе. Во вторую очередь, нужна собственно команда программистов (от знания биологии, при необходимости, я вас освобожу :) ). А сейчас я хотел бы найти таких энтузиастов, которые могли бы обеспечить работу (скажем скромно) домашней веб-страницы проекта (прошу писать мне на почту tac@inbox.lv или личными сообщениями хабра). И конечно, важен любой другой отклик и предложения.
А ниже я расскажу идею и то на что претендует проект, а также о текущих результатах, а они в худшем случае сравнимы с теми которые дают специалисты. Но я вполне самокритичен, поэтому всегда готов выслушать критику — желательно не в мой адрес, а в адрес проекта.
Дарвиновская эволюция бактерий — полная картина
2013-01-05 в 8:06, admin, рубрики: Алгоритмы, биоинформатика, генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, эволюция, метки: генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, эволюцияЯ начну с провокационного заявления — «биологи не публикуют детали своих исследований». Казалось бы столько статей, столько исследований… но где описание и детализация информации, которая получена? Её в принципе нет. А статьи без такой информации пусты и спорны. Каждый нахваливает свой метод, но много ли кто озаботился верификацией чужих данных, а главное смог ли он её сделать?
Можно лишь приветствовать появление таких биоинформационных баз как NCBI genomes и PDB, в которые исследователи помещают данные о секвенированных геномах и структурах РНК, белков. И главное, некоторые ученные прежде чем опубликовать статью, прежде помещают данные в биоинформационные базы.
Вы скажите есть много других баз — но я вам скажу они менее серьезные, и как правило перепосты этих двух с некоторой адаптацией. Но главное, что вся другая биоинформационная информация, можно сказать вторичная — не помещается в базы. А в статьях тем не менее идут различные спекуляции.
Конечно, так оно выглядит только для таких дилетантов как я. У настоящих же профессионалов все как в аптеке. Поэтому можете не утруждать себя ответом на эти пафосные заявления. Мы просто поговорим как выглядит биоинформатика в её частных областях глазами дилетанта. Но может и вас эта история к чему нибудь побудит.
Мы поговорим ниже о построение дерева эволюции согласно Дарвину, посмотрим на сколько это справедливо и таки я в итоге дам полное дерево (в рамках имеющейся информации) эволюции бактерий на основании самых консервативных генов тРНК. И дам пояснение о методе построения такого дерева.
Специалистам в биоинформатике рекомендую читать с раздела №5, пропустив весь мой пафос.
Дебри филогенетики — демонстрация и объяснение
2012-12-31 в 9:24, admin, рубрики: Алгоритмы, биоинформатика, генетика, геномика, геномы, графы, поисковые системы, происхождение видов, эволюция, метки: генетика, геномика, геномы, графы, поисковые системы, происхождение видов, эволюцияДумаю многие ИТ-специалисты интересуются не только программированием, но и вопросами более земными и частенько их можно застать рассуждающими о происхождении человека, разума и т.д. Мы обратимся к самому началу — происхождению видов бактерий. И хотя там есть много узкоспециальных вопросов, сам принцип построения филогенетических деревьев не такой легкий, но захватывающий. О нем то мы и будем говорить.
Чуть ранее я написал статью Систематика прокариот — дальние родственники, где сообщил о грубых результатах и методе их получения. Он несколько не классический, но вполне укладывается в научную парадигму. Достаточно «жесткий» диалог с Davidov, который имел место быть в этой статье, может создать впечатление проблематичности метода о котором я говорю. Но мы потом сели и спокойно обсудили, и подвели некоторые итоги. Суть диалога представляет некоторый интерес и я его вначале частично опубликую.
А затем хочу продемонстрировать один наглядный пример построения дерева «происхождения видов» с помощью моего подхода (назовем его «детерминированный подход»). По сути метод можно обобщить, и тогда он не будет относится только к филогенетике и его можно использовать в других областях, когда нужно граф превратить в дерево, выкинув слабые связи.
Систематика прокариот — детализированные пояснения
2012-12-17 в 1:20, admin, рубрики: биоинформатика, генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, эволюция, метки: генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, эволюцияВ предыдущей статье я не сильно утруждал себя детальным описанием идеи. Мне казалось она интуитивна понятна и элементарна. Но после дискуссии с Davidov понял, что идею не так то просто схватить. Дело в том, что сейчас классические представления в филогенетике строятся на одной догме, которая искажает мировоззрение биологов.
Когда мы строим эволюционное дерево — мы конечно же хотим знать в какой последовательности во времени видообразовывались виды. Но классическая филогенетика объявила, что это не научно ставить такой вопрос. И по сути расписалась в своем невежестве. Действительно, судить о времени видообразования, в то время как эволюционный процесс идет каждую минуту сложно. Но можно. Пояснить как это можно и призвано данное детализированное объяснение.
Систематика прокариот — дальние родственники
2012-12-15 в 22:34, admin, рубрики: UML, Алгоритмы, биоинформатика, генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, эволюция, метки: UML, генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, эволюцияЕще летом я запланировал эксперимент и написал статью Использование UML для эксперимента по эволюционной систематике прокариот, и косвенно о психологии ученых. Результаты по грубой обработки уже были готовы к концу лета (спасибо, mktums за помощь ).
Вот теперь образовалась пауза, и я добил эту тему, и представляю результаты.
Использование UML для эксперимента по эволюционной систематике прокариот, и косвенно о психологии ученных
2012-07-03 в 22:23, admin, рубрики: UML, Алгоритмы, биоинформатика, генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, управление проектами, эволюция, метки: UML, генетика, геномика, геномы, поисковые системы, происхождение видов, эволюцияЭта статья продолжение двух других Интересные результаты о эволюционной систематике прокариот или «многовидовое происхождение», Геномы секвенированных организмов — ошибки в базах.
После них я имел честь получить некоторую обратную связь как от интересующихся, так и от профессионалов в этом вопросе. Также, как можно было видеть, была достаточно оживленная дискуссия. С одной стороны я хотел бы ответить на полученные замечания.
С другой поставить новый эксперимент. И было бы желательно привлечь к этому тех кто интересуется подобными вещами. Если у вас нет времени — может у вас есть свободное процессорное время :)?
Интересные результаты о эволюционной систематике прокариот или «многовидовое происхождение»
2012-06-28 в 12:43, admin, рубрики: Алгоритмы, биоинформатика, генетика, геномика, эволюция, метки: генетика, геномика, эволюцияЭволюционная систематика пытается определить родство и их близость различных организмов. Если не так давно об этом судили по внешним признакам организмов (морфологии если точнее), то теперь однозначно перешли к суждению путем сравнения геномов этих организмов.
Но ДНК в организме занимает большие объемы и сравнить по ней схожесть организмов сильно затруднительно. Кроме того ДНК постоянно эволюционирует. Поэтому биологи начали основываться на рибосомной рибонуклеиновой кислоте (рРНК), т.к. эти молекулы обнаружены у всех клеточных форм жизни, их функции связаны с важнейшим для организма процессом трансляции, первичная структура в целом характеризуется высокой консервативностью.
Считается, что особенностью рРНК является нахождение вне сферы действия отбора, поэтому данные молекулы эволюционируют в результате спонтанных мутаций, происходящих с постоянной скоростью, и накопление таких мутаций зависит только от времени. Таким образом, мерой эволюционного расстояния между организмами служит количество нуклеотидных замен в молекулах сравниваемых рРНК.
Известно, что в рибосомах прокариот и эукариот присутствуют 3 типа рРНК. Информационная емкость крупных молекул больше, но их труднее анализировать. Поэтому наиболее удобным оказался анализ молекул рРНК средней величины: 16S (~1600 нуклеотидов). Систематика основывается на расчете коэффициентов сходства сравниваемых организмов. Именно на основании анализа рРНК современная систематика выделяет три домена бактерии, археи и эукариоты, а так же на этом основывается систематика, бактерий и архей X издания Берги.
Вот такое положение дел в этой сфере на данный момент. Мной же была сделана попытка создать основы для несколько другой, если хотите альтернативной, систематики. Почему? Консервативность рРНК тем не менее не достаточно велика, консервативны лишь некоторые её части. А так как есть достаточно вариабельные части у рРНК, то приходится делать допущения и предполагать, где были разрывы и вставки отдельных фрагментов при мутации. А т.н. выравнивание сейчас делается с очень большой погрешностью.
В итоге, я пришел к выводу, что необходимо при сравнении геномных последовательностей сравнивать такие участки, которые вообще не подвергались мутациям, и которые абсолютно идентичны в разных организмах.
Смотрим, что из этого получилось.