Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Научно-исследовательская лаборатория «Регуляторная геномика»

Приглашенный ученый Хаяшизаки Йошихиде Япония
Номер договора
075-15-2021-601
Период реализации проекта
2021-2023

По данным на 01.11.2022

26
Количество специалистов
3
научных публикаций
Общая информация
Название проекта:  Регуляторные генетические и эпигенетические механизмы развития и функционирования скелетных и сердечной мышц человека и приматов в норме и патологии
Цели и задачи

Основной целью данного исследования является определение ландшафта активности регуляторных элементов генома во взрослых и развивающихся скелетных и сердечных мышцах человека и приматов в норме и патологии. Для достижения этой цели необходимо будет провести сбор образцов разных типов скелетных и сердечных мышц человека и млекопитающих (макак). Организация биобанка образцов мышц будет одной из важных задач. С использованием современных методов оценки активности генов на уровне целого генома (CAGE-seq RNA-seq) и их регуляторных элементов (ATAC-seq), а также их вариаций на уровне отдельных клеток, будет решаться задача получения массива данных секвенирования. Полученные данные будут обрабатываться группой биоинформатиков, имеющих опыт выполнения крупных международных проектов, а также используя для сравнения результаты серии проектов FANTOM (2000-2018), базирующихся на той же технологической платформе (CAGE-seq).

В результате планируется создать атлас экспрессионной активности, реконструкцию генных сетей, регулирующих молекулярные процессы в мышечных клетках и тканях в норме и патологии.

Практическое значение исследования

Научные результаты:

  1. Проведен сбор материала и создан биобанк образцов мышечных тканей макак-крабоедов и человека. Проведено выделение РНК, подготовка библиотек CAGE-seq и их секвенирование. Получены профили дифференциальной экспрессии генов в разных типах мышц.

  2. Под руководством сотрудников коллектива (В.Ю. Макеев и И.В. Кулаковский) был разработан веб-сервис ANANASTRA для аннотации наборов индивидуальных однонуклеотидных вариантов, например, наиболее достоверных результатов полногеномных исследований ассоциаций, информацией об аллель-специфичном связывании факторов транскрипции человека. Веб-сервис интегрирован с внешними базами данных об ассоциациях генотип-молекулярный фенотип, в первую очередь GTEx, что позволит исследователям достоверно выделять ключевые регуляторные варианты, влияющие на активность генов.

  3. Проанализирован профиль экспрессии регуляторных элементов генома в различных отделах сердечной мышцы человека в норме и при сердечной недостаточности. Выявлено более 3 000 новых сайтов инициации транскрипции РНК. Достоверно показано, что мутации в регуляторных элементах генома приводят к изменению транскрипции РНК при заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Обнаружен ряд примеров, когда альтернативное использование сайтов инициации транскрипции приводит к появлению специфичных для заболеваний изоформ белков, что может являться потенциальной целью для разработки новых терапевтических подходов.

Внедрение результатов исследования:

На основе полученных лабораторией данных по работе генов в сердечной мышцы создан цифровой генетический портал для анализа данных активности регуляторных элементов генома в различных отделах сердца. База данных в интерактивном режиме позволяет проводить in silico поиск и анализ активности регуляторных элементов генома, анализ дифференциальной активности генов и сайтов инициации транскрипции РНК.

Образование и переподготовка кадров:

Проведены стажировки научных сотрудников в Японии

Защищены дипломные работы по теме проекта

Сотрудничество:

Лаборатория сотрудничает с Университетом Джунтендо, Япония и Мирай геномикс, Япония, а также с Северо-Западным университетом (Northwestern University), США.

Среди российский организаций партнером выступает Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования  «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», поддерживаются тесные научные связи с федеральным государственным бюджетным учреждением науки Государственный научный центр Российской Федерации Институт Медико-биологических проблем РАН

Скрыть Показать полностью
Ruslan M. Deviatiiarov, Anna Gams2, Roman Syunyaev, Ivan V. Kulakovskiy, Andrey Buyan, Georgy Meshcheryakov, Roman Syunyaev, Ramesh Singh, Palak Shah, Tatiana V. Tatarinova, Oleg Gusev*, Igor R. Efimov
An atlas of transcribed human cardiac promoters and enhancers reveals an important role of regulatory elements in heart failure. Nature Cardiovascular Research (в печати)
Alexander Boytsov, Sergey Abramov, Ariuna Z Aiusheeva, Alexandra M Kasianova, Eugene Baulin, Ivan A Kuznetsov, Yurii S Aulchenko, Semyon Kolmykov, Ivan Yevshin, Fedor Kolpakov, Ilya E Vorontsov, Vsevolod J Makeev, Ivan V Kulakovskiy
ANANASTRA: annotation and enrichment analysis of allele-specific transcription factor binding at SNPs, Nucleic Acids Research, Volume 50, Issue W1, 5 July 2022, Pages W51–W56, https://doi.org/10.1093/nar/gkac262
Ananeva, A, Gulnaz, A, Ryzhkova, T, Gaifullina, R, Shagimardanova, E.
The novel HLA-A*11:416 allele was identified during high-resolution HLA typing. HLA. 2022; 1- 2. doi:10.1111/tan.14866
Ananeva, A, Elvira, Z, Ryzhkova, T, Shagimardanova, E.
The identification of three novel HLA-A alleles: HLA-A*03:390:02, -A*26:112:02 and -A*26:221. HLA. 2022; 1- 2. doi:10.1111/tan.14864
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория эволиционной трофологии

Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН - (ИПЭЭ РАН)

Биология

Москва

Жизберт Энрик Касас

Испания

2022-2024

Лаборатория статистической мультиомики и биоинформатики

Уфимский федеральный исследовательский центр РАН - (УФИЦ РАН)

Биология

Уфа

Прокопенко Инга Анатольевна

Великобритания

2021-2023

Лаборатория микроклонального размножения растений Центра опережающего развития

Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского - (КФУ им. В. И. Вернадского)

Биология

Симферополь

Каменецки Рина

Израиль

2019-2021