Разработка алгоритмов протеогеномного профилирования микроорганизмов

• Автор: Алексеев, Дмитрий Глебович
• Шифр специальности: 03.01.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил.

«И предал я сердце мое тому, чтобы познать мудрость и познать безумие и глупость; Узнал, что и это — томление духа. Потому что во многой мудрости много печали; И кто умножает познания, умножает скорбь».
Экклезиаст. Г лава 1.
«На самом деле, закономерность явлений природы - самое загадочное из всего того, что нам приходится наблюдать в жизни. Откуда порядок? Почему порядок, а не хаос и беспорядочность? И если бы гипотеза закономерности не приносила с собой столько практических выгод, люди никогда бы не соблазнились возводить ее в сан вечной и непререкаемой истины.»
Лев Шестов. Апофеоз беспочвенности
«Я думаю, что ни одно волнение не сравнимо с тем, что испытывает сердце изобретателя, когда он видит как творение его мозга претворяется жизнь... Такие эмоции заставляют человека забыть о еде, сне, друзьях, любви, обо всем.»
Никола Тесла 1896

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Цели исследования
Задачи исследования
1. Обзор литературы
1.1 Инструменты бактериальной протеогеномики с точки зрения биоинформатики
1.1.1 Ассемблеры и недостатки аннотации
1.1.2 Алгоритмы идентификации белков по масс-спектрам
1.1.3 Протеогеномные подходы в аннотации бактериальных и архейных
геномов и характеризации микроорганизмов
1.1.4 Протеогеномика и минимальная клетка
1.2 Геномы микробов
1.2.1 Мико плазмы
1.2.2 Хеликобактер (разнообразие и организация молекулярной машины)32
1.2.3 Археи (протеогеномная аннотация): что известно и почему это
необходимо для науки
1.3 Заключение
2. Методы
2.1 Создание экспериментальной базы данных
2.2 Программные пакеты для протеомного анализа и параметры обработки спектров
2.3 Программы для сравнения геномов и картирования ридов

2.4 Объединение сторонних программ в Автоматизированный программный конвейер
2.5 Разработка пользовательских интерфейсов
2.6 Статистический анализ
2.7 Программирование алгоритмов
2.8 Протеомные эксперименты
2.9 Получение культур клеток
2.10 Геномные эксперименты
2.10.1 Методы сборки
2.10.2 Аннотация
2.11 Источники геномных данных
3. Результаты
3.1 Разработка эффективных алгоритмов использования данных протеомных экспериментов для протеогеномного профилирования
3.1.1 Разработка принципов обработки экспериментальных данных
протеомных экспериментов
3.1.2 Работа с ]Ч-концевыми пептидами
3.1.3 Учет неспецифичности трипсина
3.1.4 Использование данных геномных экспериментов
3.1.5 Обнаружение посттрансляционных модификаций
3.1.6 Алгоритм избавления от избыточности
3.1.7 Протеогеномное сравнение

Для ответа на оба этих вопроса исследователям необходима возможность точно и функционально аннотировать геном. И если за последние годы были созданы подходы, позволяющие получать структуры геномов и предварительно аннотировать их с использованием вычислительных методики, то настоящее и будущее заключается в использовании информации транскриптомных и протеомных исследований для уточнения аннотации.
Синтез отдельных областей молекулярной биологии таких, как геномика, транскриптомика, протеомика и метоболомика, безусловно позволит создавать динамические модели, предсказывающие поведение живой системы. Создание таких моделей позволит, отталкиваясь от них, конструировать живые системы и перейти от описательной к синтетической биологии.
Для приближения к решению такой задачи на уровне протеогеномной аннотации необходимо отработать методические подходы и создать алгоритмы для трех типов объектов:
1) Минимальных живых систем для создания базовых функций - на примере микоплазм.
2) Полнофункциональных бактериальных организмов для проверки подходов - на примере Н.pylori.
3) Сложных для аннотации и нестандартных для повышения точности и учета возможных исключений - на примере Архей.