В рамках «Научных вечеров Кольцово» в Биотехнологическом лицее №21 с лекцией о биоинформатике выступила научный сотрудник ГНЦ ВБ «Вектор» Анастасия Гладышева.

Анастасия Гладышева. «Научные вечера в Кольцово». Фото Владислава Чаликиди.

14 декабря в Биотехнологическом лицее №21 состоялась очередная встреча из цикла «Научные вечера». С лекцией «Новая эра вирусной биоинформатики» выступила Анастасия Гладышева, научный сотрудник ГНЦ ВБ «Вектор».

Из представления ведущей перед началом лекции выяснилось, что многие кольцовцы заочно знакомы с Анастасией—она героиня проекта социальной рекламы молодых ученых на билбордах в Кольцово и ее большой портрет могут видеть все выезжающие из Кольцово в Академгородок. Кроме того, Анастасия Гладышева – победительница конференции молодых ученых OpenBio в наукограде Кольцово. Несмотря на очень молодой возраст, в сентябре она защитила в ГНЦ ВБ «Вектор» кандидатскую диссертацию  на тему «Изменчивость вирусных белков и геномной ssRNA(+) флавивирусов и энтеровирусов при культивировании in vitro».

Фото Ирины Мараховской.

По мнению ученого, в настоящее время не ясно, что вносит больший вклад в науку— классическая вирусология или же вирусная биоинформатика. «Крупного научного открытия можно добиться только производя различные исследования комплексно, на стыке наук», – начинает рассказ лектор.

Два больших кластера, на которые делится вся биология – это «сухая» и «мокрая», которая затрагивает исследования «в пробирке». Анастасия поясняет: «Биоинформатики, которые занимаются уже непосредственно обработкой полученных в пробирке результатов, в свою очередь, называются «сухими» биологами».

Фото Ирины Мараховской.

В настоящее время практически невозможно установить, когда в биологии впервые были применены вычислительные методы. «По одной из версий, примерной точкой отсчета можно считать событие, произошедшее еще в тринадцатом веке, – рассказывает ученый, – Известный математик Леонардо Фибоначчи применил математическую комбинаторику для решения задачи о размножении кроликов внутри замкнутой системы».

Рождение новой науки – структурной биологии произошло в 1951 году. Его ознаменовало открытие Лайнусом Полингом белковой альфа-спирали. Это событие и послужило мощным толчком к развитию новых вычислительных методов.

1977 год можно считать началом развития методов секвенирования различных геномов. Это процесс, в ходе которого определяется их нуклеотидная последовательность.

«Если посмотреть на известный график Национального института исследований генома человека, то можно заметить, что стоимость секвенирования в 2007 году резко снизилась. Этот спад произошел из-за появления нового, так называемого метагеномного секвенирования. Сейчас это приводит к тому, что мы массово открываем новые вирусы, узнаем то, что было неизвестно ранее», – объясняет Анастасия.

Фото Ирины Мараховской.

Современные технологии позволили значительно уменьшить размер секвенатора. Теперь, этот прибор может быть немногим больше флэш-накопителя. «Ранее это казалось невозможным, поскольку секвенаторы были большими установками».  

Один запуск секвенатора приводит к получению гигабайтов данных в текстовом виде. Ученые столкнулись с проблемой систематизации и поиска нужной информации. На помощь пришли биоинформатики, способные выделить новую информацию из всего объема данных и определить ранее неизвестные вирусы. Ученые считают, что на один живой организм в мире приблизительно, приходится один вирус. «Соответственно, – объясняет лектор, – мы не знаем и сотой доли процента всего вирусного разнообразия».

На основе результатов секвенирования затем были созданы открытые базы данных. Одна из таких – «GenBank» – это широко известная база данных геномных нуклеотидных последовательностей. В ней ученые со всего мира регистрируют результаты своих исследований.

Ученый поясняет: «В процессе метагеномного секвенирования ученые получают огромное количество побочной информации, которая для данного исследования не представляла интереса, но может быть полезна другим исследователям. Поэтому ее загружают в открытую базу «сырых» данных секвенирования, откуда каждый желающий биоинформатик может скачать эти данные, изучить их и найти что-то новое. Это особенно полезно, когда речь идет о поиске малоизученных вирусов на территории других стран».

Фото Владислава Чаликиди.

Встреча завершилась традиционными вопросами лектору. Публика с интересом расспросила Анастасию Гладышеву как о подробностях работы секвенаторов, так и о учебных заведениях, в которых можно получить специальность для работы в сфере биоинформатики.

По мнению Анастасии, вирусологии не хватает главного —специалистов, которые умеют задать правильные вопросы и найти к ним ответы в огромном количестве получаемых экспериментальных данных. И о том, как заниматься вирусологией за компьютером и каковы последние достижения, слушатели узнали из ее подробной лекции.

Прослушать всю лекцию можно в записи прямого эфира встречи.