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

Приглашенный ученый Певзнер Павел Аркадьевич США
Номер договора
11.G34.31.0018
Период реализации проекта
2010-2014

По данным на 30.01.2020

24
Количество специалистов
37
научных публикаций
7
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация
Задача лаборатории: создание возможности расшифровки ДНК с помощью специальной компьютерной программы SPAdes (St. Petersburg Genome Assembler) , позволяющей эффективно и одновременно анализировать геномные данные, а также информацию об активности и состоянии клеток на определенный момент времени и о белковой составляющей клеток. Особенность программы: высокая скорость работы, превышающая все существовавшие до этого мировые аналоги. Университетом Джона Хопкинса программа признана лучшей в мире программой по изучению генома бактерий. На данный момент SPAdes используется в 1500 научных лабораторий по всему миру. В ходе реализации проекта научным коллективом был также создан программный продукт maSPAdes, позволяющий качественно анализировать раковые клетки и выявлять причины возникновения онкологическихъ заболеваний.

Название проекта: Вычислительная биология

Приоритет СНТР: в



Цели и задачи

Направления исследований: Разработка программных продуктов для анализа данных в области геномики, транскриптомики, протеомики, иммуноинформатики и поиска новых антибиотиков

Цель проекта: Создание новых алгоритмов и программ для геномики и протеомики – чрезвычайно актуальных областей современной биологии, изучающих структуры и функции геномов и белков



Практическое значение исследования

  • Создан программный продукт SPAdes, признанный лучшим в мире в области сборки геномов из коротких фрагментов, производимых современными сиквенсными технологиями.
  • Создан новый универсальный de novo метагеномный ассемблер metaSPAdes.
  • Создан программный продукт QUAST для оценки качества производимых в лаборатории сборок.
  • Получены заметные результаты в области транскриптомики и протеомики.

Внедрение результатов исследования:

Центр алгоритмической биотехнологии обеспечивает биоинформатической поддержкой крупнейший в настоящее время проект по исследованию микробиома человека, посвященный анализу микробиома Ларри Смарра. который в последние 12 лет превратился в «живую лабораторию» из-за развившейся у него болезни Крона. Исследователям ЦАБ Дмитрию Мелешко и Сергею Нурку был выделен миллион часов на суперкомпьютере в Сан-Диего для анализа этого микробиома, а Алла Михеенко и Алексей Гуревич анализируют его метаболом.

Образование и переподготовка кадров:

- Модернизирована образовательная деятельность СПбГУ в результате создания и внедрения в учебные планы online курсов, дисциплин и основной образовательной программы в области Биоинформатики.

- Создан и запущен в 2014 году онлайн-курс «Введение в биоинформатику», который является первым русскоязычным курсом по биоинформатике на платформе Coursera. Со дня своего запуска курс прослушало более 25 000 человек из России, Белоруссии, Казахстана, США, Германии, Израиля и других стран.

- Создан и запущен в 2016 году второй онлайн-курс «Введение в биоинформатику: метагеномика» на платформах Coursera, Stepik, Открытое образование. Курс стал призером международного конкурса открытых онлайн-курсов EdCrunch Award OOC 2018.

- Разработана образовательная программа магистратуры по направлению «Биоинформатика» в СПбГУ (руководитель А. Л. Лапидус). Прием на магистерскую программу «Биоинформатика», впервые успешно прошел в 2018 году.

Другие результаты:

- Программный продукт SPAdes, созданный в ЦАД, является одной из самых популярных программ для сборки бактериальных геномов в мире, несмотря на высокую конкуренцию, в том числе с научными коллективами Массачусетского технологического института и Гарвардского университета. Научная публикация в журнале Journal of Computational Biology, описывающая SPAdes, на сегодняшний день процитирована почти 2000 раз за 5 лет со дня публикации.

- Сравнительный анализ ведущих метагеномных сборщиков ДНК, проведенный немецкими учеными, показал, что созданный ЦАД metaSPAdes является номером 1: «metaSPAdes showed the overall best assembly size statistics while also capturing a relatively large fraction of the expected diversity» (Vollmers et al., PlOS One, 2017).

Сотрудничество: 

Объединенный институт генома (США), Университет Сан-Диего (США), Институт Скриппса (США), Институт Крейга Вентера (США), «АстраЗенека» (США), Международная группа компаний Роше EMC (Россия), Illumina (США, Великобритания), Juno Therapeutics (США), Genentech (США), Nabsys (США), EMBL-EBI (Великобритания), Institute for Agricultural and Forest Systems in the Mediterranean (Италия): совместные научные исследования

Скрыть Показать полностью
Bankevich A.L., Nurk S., Antipov D., Gurevich A.A., Dvorkin M., Kulikov A.S., Lesin V.M., Nikolenko S.I., … Pevzner P.A.
SPAdes: a New Genome Assembly Algorithm and Its Applications to Single-Cell Sequencing. Journal of computational biology 19(5): 455–477 (2012).
Bankevich A., Pevzner P.A.
TruSPAdes: Barcode Assembly of TruSeq Synthetic Long Reads. Nature Methods 13(3): 248–250 (2016).
Mohimani H., Gurevich A., Shlemov A., Mikheenko A., Korobeynikov A., Cao L., Shcherbin E., Nothias L.F., Dorrestein P.C., Pevzner P.A.
Dereplication of microbial metabolites through database search of mass spectra. Nature Communications 9(1): 4035 (2018).
Antipov D., Hartwick N., Shen M., Raiko M., Lapidus A., Pevzner P.A.
plasmidSPAdes: assembling plasmids from whole genome sequencing data. Bioinformatics 32(22): 3380-3387 (2016).
Bushmanova E., Antipov D., Lapidus A., Suvorov V., Prjibelski A.D.
rnaQUAST: a quality assessment tool for de novo transcriptome assemblies. Bioinformatics 32(14): 2210-2 (2016).
Safonova Y., Lapidus A., Lill J.
IgSimulator: a versatile immunosequencing simulator. Bioinformatics 31(19):3213-5 (2015).
Prjibelski A.D., Vasilinetc I., Bankevich A., Gurevich A., Krivosheeva T., Nurk S., Pham S., Korobeynikov A., Lapidus A., Pevzner P.A.
ExSPAnder: a universal repeat resolver for DNA fragment assembly. Bioinformatics 30(12): 293-301 (2014).
Фотоальбомы
Понедельник , 02.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Нейроморфные оптические системы

Федеральное государственное учреждение «Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» Российской академии наук»

Компьютерные и информационные науки

Шатура

Бычков Евгений Алексеевич

Россия

2019-2021

Вычислительно-информационный исследовательский центр (C&IRC)

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики Дальневосточного отделения Российской академии наук

Компьютерные и информационные науки

Владивосток

Окадзима Джунносуке

Япония

2019-2021

Центр биоэлектрических интерфейсов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Институт когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ

Компьютерные и информационные науки

Москва

Лебедев Михаил Альбертович

США, Россия

2018-2020