МЕГАГРАНТЫ

Лаборатория алгоритмической биологии

 Когда ученые научились расшифровывать геномы различных организмов, стало ясно, что это - колоссальные объемы информации. Но как обработать ее и систематизировать?
Ведь геномы состоят из миллиардов «букв» – нуклеотидов. Ответом стала биоинформатика – наука об использовании компьютеров для обработки и анализа экспериментальных данных по структуре биологических молекул – белков и нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). «Проблема в том,— объясняет Певзнер,— что современные машины не могут извлечь всю строку целиком. Они «режут» ДНК на кусочки по 200-300 «букв» и читают их. Затем нужно собрать эти сотни миллионов кусочков в единую строку — по фрагментам восстановить геном. Часть данных при этом оказывается поврежденной, часть дублируется, а часть отсутствует вовсе». Для решения этой проблемы Певзнер использовал разные алгоритмические подходы. «Журнал Science писал, что это замена одной безнадежной идеи на другую. Но я не забросил нашу гипотезу. И оказался прав»,— рассказывает Певзнер.

Pavel Pevzner
В 2010 году Санкт-Петербургский академический университет РАН пригласил профессора Павла Певзнера из Университета Калифорнии в Сан-Диего для участия в конкурсе мегагрантов. Университет выиграл мегагрант и профессор создал на его базе Лабораторию алгоритмической биологии. Команду лаборатории составили в основном математики и информатики, хоть и далекие от биологии, но прекрасно умеющие создавать алгоритмы и анализировать данные. И уже менее чем за год был создан SPAdes (St. Petersburg Genome Assembler) - инструмент чтения генома, ставший мировой сенсацией. Помимо своей основной функции - исследования генома бактерий, SPAdes может решать задачи в криминалистике, где ДНК-анализ сталкивается с проблемами "грязных" материалов. Еще одна характерная его черта — высокая скорость работы, что является не лишним в ситуациях, где счет идет на часы, например, при вспышках эпидемий. Такие лаборатории, как Лаборатория алгоритмической биологии, лишь первая ступень изучения генома. Ведь наука, как бы она ни была увлекательна сама по себе, должна иметь продолжение в практике. Открытия лаборатории уже находят отражение в работах центров лечения редких заболеваний, где все начинается с прочтения генома пациента.

Back to top