Определение регуляторных сегментов в геномах методами теоретического анализа последовательностей нуклеотидов ДНК

• Автор: Макеев, Всеволод Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Показано, что регуляторные модули, в частности энхансеры, имеют структуру, способствующую кооперативном связыванию регуляторных белков с этими модулями. Этот феномен позволяет идентифицировать регуляторные модули в геноме. Найден ряд новых регуляторных модулей в . Расположение дистальных регуляторных элементов, в частности энхансеров в геноме может быть определено исходя из наличия в них участков, специфически взаимодействующих с регуляторными белками. Периодические закономерности в расположении участков связывания регуляторных белков в пределах регуляторных модулей могут быть эффективно использованы для предсказания стабильной конформации ДНКбслкового инициаторного комплекса. Для регуляторных белков, связывающихся с ДНК в форме димера, удастся существенно улучшить распознавание участков ДНК, взаимодействующих с регуляторным белком, путем учета симметрии их структуры. Статистическая значимость наблюдения мотива связывания белков или конфигурации мотивов может быть вычислена точно, путем комбинаторного анализа с помощью модификации алг оритма АхоКорасик. Распределение мотивов в последовательности ДНК позволяет судить об уровнях организации генома, которые ответственны за конкретные структурные и регуляторные функции. Практическая значимость работы выражается в том, чао разработанные в данном исследовании методы применяются в области биотехнологии для разработки эффекгивных конструктов из культур клеток тканей эукариот, включая млекопитающих и в биомедицине для определения связи аллельных вариантов, локализованных в регуляторных областях, с возможными патологиями. Кроме того, в качестве практических достижений можно назвать создание конкретных программных инструментов, используемых научным сообществом. Программа ВАвЮ, позволяющая осуществлять сегментацию хромосомы на участки с определенным характерным составом. Программа 8еБ1МСМС построения множественного локального выравнивания последовательностей при условии заданной симметрии выровненной последовательности и определения характерного мотива в выровненном участке ii. Программа поиска сегментов ДНК, содержащих кластеры участков связывания одного и того же регуляторного белка гомотипическне кластеры сайтов связывания. Программа , позволяющая оценивать статистическую значимость кластеров мотивов в ДНК. База данных , содержащая мотивы, распознаваемые белками, регулирующими транскрипцию в ходе раннего развития i i. О результативности практических приложений свидетельствует использование наших результатов в нижеперечисленных исследованиях. Программа i успешно принимала участие в международном конкурсе аналогичных программ, проводимом Вашингтонским Университетом США 4, и применялась в ряде исследований совместно с широко используемым комплексом программ x 5. I Гриоритет работ, с участием автора, в которых была предложена идея кластеризации сайтов связывания в регуляторных элементах как основного фактора, обеспечивающего сложную регуляцию тканеспецифической экспрессии генов высших эукариот, признан международным научным сообществом. С помощью этого комплекса было решено большое количество задач анализа конкретных регуляторных систем в бактериальных геномах. Про1рамма анализа сегментов, содержащих кластеры факторов связывания регуляторных мотивов в ДНК использовалась для предсказания регуляторных сегментов . Работа 6 была первым примером приложения идеи оценки кластеризации сайтов связывания в последовательностях регуляторных областей к анализу регуляторных областей в высших эукариотах, и первым примером использования этой идеи для объяснения тканеспецифичной экспрессии. Этот приоритет, в общем разделен международным научным сообществом. Новосибирск, и др. С использованием материалов диссертации автором сделаны доклад в ivi, , два доклада в i , , , доклад в РАН Москва, доклад в Каролинском университете Стокгольм, и ряд других выступлений. По материалам диссертации опубликовано статей в реферируемых научных журналах из них в соавторстве, а также более тезисов докладов. Обзор литературы. ЭКСПРЕССИЕЙ ГЕНОВ В ЭМБРИОНАЛЬНОМ РАЗВИТИИ .