Лаборатория в Санкт Петербургском государственном университете занимается разработкой, тестированием и применением инновационных компьютерных программ для открытия генов болезней человека, аннотирования геномов позвоночных животных и их сравнения, а также внедрением научных разработок для улучшения общественного здоровья и окружающей среды. Лаборатория будет работать в следующих направлениях:
- Обнаружение генов человека на основе ассоциативных исследований генома (GWAS) с использованием существующих и новых когорт в России, Китае и США.
- Сборка секвенированных геномов и аннотирование геномов позвоночных животных.
- Разрешение этических споров по информации о геномах человека и по доступу к биологическим образцам в пост-геномную эру.
- Сохранение видов и геномные заключения.
- Тренинги и образовательные программы.
Цели и задачи
Направления исследований: Биология, биоинформатика, биомедицинские технологии, этика, охрана природы
Цель проекта:- Создание Центра геномной биоинформатики в Санкт- Петербурге для междисциплинарных исследований (ученых в области генетики, математики, программировании и др.), а также для обучения студентов и стажеров
- Разработка и внедрение инновационных компьютерных и биоинформатическх инструментов анализа, с применением новейших достижений генетики, биоинформатики и компьютерной биологии для сборки геномов живых организмов, их аннотации и обнаружения генов, с последующим внедрением полученных результатов в здравоохранение, сельское хозяйство и охрану природы
Внедрение результатов исследования
Научные результаты:- Разработана и внедрена информационная платформа GWATCH для визуализации и интерпретации результатов поиска генов на основе полногеномного анализа ассоциаций.
- Запущен проект Санкт-Петербургского государственного университета «Российские геномы», в рамках которого было пока отсеквенировано 334 полных генома людей, проживающих в различных регионах Российской Федерации.
- Создание отечественной биоинформационной базы данных на основе исследования генетического разнообразия российских популяций и генетической базы данных медицински значимых геномных вариантов в российских популяциях
- Создана программа и база данных GMTV, предназначенная для каталогизации и анализа штаммов Mycobacterium tuberculosis на территории Российской Федерации.
- Впервые были отсеквенированы, собраны и проаннотированы геномы нескольких видов растений, выявлены несколько генов, функция которых ассоциирована с различными типами полового и бесполого воспроизведения, проводятся дальнейшие геномные исследования регуляции размножения.
- Собран банк биообразцов млекопитающих, обитающих на территории Российской Федерации.
- Разработаны новые методы и инструменты анализа данных секвенирования геномов более 40 видов редких животных и растений, включая гепарда, африканского волка и высоко гетерозиготного растения Boechera.
Внедрение результатов исследования:- Внедрена в сферу биоинформатики и генетики информационная платформа GWATCH, которая содержит инновационный набор интерактивных программ, автоматизирующих обнаружение и проверку вариантов генов, которые опосредуют устойчивость к хроническим заболеваниям человека. В этом смысле GWATCH представляет собой сложную, но удобную для пользователей вычислительную программу для просмотра геномных ассоциаций, подтверждения новых ассоциаций генов в явном виде и выявления важных влияний генов, которые до сих пор было трудно установить.
- Полученные результаты могут применяться при поиске генов, ассоциированных с заболеваниями, при мониторинге развития таких заболеваний, как СПИД и туберкулез, а также для развития эволюционной теории происхождения видов и биоинформатики как науки.
Образование и переподготовка кадров
- Разработан курс «Введение в биоинформатику» в Санкт-Петербургском государственном университете на русском языке для международной образовательной платформы Coursera.
- Проведены семинары с привлечением специалистов из смежных областей.
- Проведены консультации и стажировки в Лаборатории для студентов и сотрудников иногородних вузов.
- Организованы стажировки сотрудников в Дальневосточном федеральном университете, Башкирском государственном университете (Россия).
Сотрудничество
Смитсоновский университет (США), Гарвардский университет (США), Университет Дьюка в Северной Каролине (США), Федеральный университет Рио-Гранде-ду-Сул (Бразилия), Университет Претория (ЮАР), Университет Порту (Португалия), Цюрихский университет (Швейцария), Центрально-Европейский технологический институт (CEITEC), Университет Масарика (Чешская Республика), Индийский технологический институт, Мадрас (Индия), Пекинский университет (Китай): совместные исследования данных биоинформатического анализа, совместные публикации.