Məlumat

11.S: Genomika və Sistem Biologiyası (Xülasə) - Biologiya

11.S: Genomika və Sistem Biologiyası (Xülasə) - Biologiya



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

  • Genomika və əlaqəli texnologiyalar molekulyar biologiyanın digər üsullarından əsasən öz miqyasına görə fərqlənir; onlar çoxlu müxtəlif genlərin (yaxud gen məhsullarının) paralel olaraq öyrənilməsinə imkan verir.
  • DNT ardıcıllığı ya tək bir genə, ya da genomika vəziyyətində çox sayda genə tətbiq oluna bilər.
  • Əksər DNT ardıcıllığı, uzunluğuna görə fərqlənən və məlum nukleotidlə bitən məhsullar yaradan boya ilə etiketlənmiş terminator molekullarının birləşməsinə əsaslanır. Məhsullar daha sonra uzunluğa görə ayrıla bilər və hər bir fraqmentdəki sonuncunun şəxsiyyəti flüoresans əsasında müəyyən edilə bilər.
  • Növbəti nəsil sekvensiya texnologiyaları miniatürləşdirmə və paralelləşdirmə vasitəsilə ardıcıllıq xərclərini daha da azaldıb.
  • Fiziki xəritələr, birlikdə böyük xromosom parçalarını təmsil edən üst-üstə düşən DNT parçalarını ehtiva edən sifarişli klon dəstləridir.
  • Bütün genomlar fiziki xəritə tələb edən klon-klon yanaşması və ya kiçik fraqmentlərin təsadüfi ardıcıllıqla sıralandığı ov tüfəngi yanaşması ilə ardıcıllıqla sıralana bilər.
  • Genom təhlili ardıcıllığın alınmasından sonra bitmir; genlər də daxil olmaqla genomun müxtəlif xüsusiyyətləri (və onların intronları, ekzonları və s.) annotasiya adlanan proses vasitəsilə müəyyən edilməlidir.
  • Mikroarray analizi də daxil olmaqla funksional genomika üsulları transkript bolluğunu xüsusi toxuma nümunələri ilə əlaqələndirir. Müəyyən bioloji şəraitdə transkriptləri çox bol olan genlər bu vəziyyətə səbəb ola və ya cavab verə bilər.

Əsas Şərtlər

genom

genomika

proteomika

transkriptomiya

ddNTP

terminator nukleotid

kapilyar elektroforez

xromatoqramma

növbəti nəsil ardıcıllığı

Ilumina

fiziki xəritə

BAC

klon-klon ardıcıllığı

bütün genom ov tüfəngi

genom annotasiyası

funksional genomika

mikroarray


11.S: Genomika və Sistemlər Biologiyası (Xülasə) - Biologiya


PPT faylları mühazirə günü (Çərşənbə axşamı) saat 16:00-a qədər əhəmiyyətli dəyişikliklərə məruz qalır. Mühazirə videoları adətən çərşənbə günü günortadan sonra mövcuddur. Videoları izləmək üçün sizdə RealPlayer (www.real.com) quraşdırılmalıdır.

Videolar tezliklə parolla qorunacaq. Videolara daxil olmaq üçün istifadəçi adı kimi HUID-in ilk 8 rəqəmini və parol kimi soyadınızın ilk 8 simvolunu istifadə edin. Əgər o işləmirsə, bu o deməkdir ki, bizdə HUID qeydi yoxdur. Lütfən, HUID ilə Lan əlaqə saxlayın.

1-i birləşdirin: Minimal biosistemlər: BioComplexity Replikasiya Eksponensial artım Logistik tənliklər Tək DNT-lərin statistikası.
MS-PPT | PDF | Video

İnteqrasiya 2: Optimal BioSistemlər: Müqayisəli genomika metabolik, struktur və tənzimləyici şəbəkə optimallaşdırma konsepsiyaları.
MS-PPT | PDF | Video
Bölmə 1 qeydləri | Biologiya bölməsi Video | CS Section Audio (Sesin ilk 7,5 dəqiqəsi eşidilmir)

DNT 1: Genotipləşdirmə: Ardıcıllıq bizə populyasiyalar, polimorfizmlər, farmakogenomik statistika və verilənlər bazası haqqında nə deyir.
MS-PPT | PDF | Video
Bölmə 2 qeydləri | Biologiya bölməsi Video | Bio Bölmə qeydləri

DNT 2: Biom ardıcıllığı: Qorunan funksiyalar haqqında bizə nə deyir. Dinamik proqramlaşdırma, Blast, Multi-alignment, HiddenMarkovModels.
MS-PPT | PDF | Video
Bölmə 3 qeydləri | Biologiya bölməsi Video | CS Section Audio (2 və 3-cü bölmələrdən materialı əhatə edir) | Bio Bölmə qeydləri

RNT 1: Kəmiyyət anlayışları Mikroarraylar, kitabxana ardıcıllığı
MS-PPT | PDF | Video
Bölmə 4 qeydləri | Biologiya bölməsi video
Mikroarraylardan istifadə (laboratoriyada fotoşəkillər, PDF)

RNT 2: Gen və ya vəziyyətə görə qruplaşma və digər regulon məlumat mənbələri Nuklein turşusu motivləri bioloji "sübutların" təbiəti.
MS-PPT | PDF | Video
Bölmə qeydləri | Cavablarla qeydlər | Biologiya bölməsi video

Protein 1: 3D struktur genomikası, homologiya, katalitik və tənzimləyici dinamika, funksiya və dərman dizaynı.
MS-PPT | PDF | Video
Bölmə qeydləri | Biologiya bölməsi video

Protein 2: Kütləvi spektrometriya, post-sintetik modifikasiyalar, zülalların, metabolitlərin və qarşılıqlı təsirlərin miqdarı.
MS-PPT | PDF | Video
Bölmə qeydləri | Biologiya bölməsi video

Şəbəkələr 1: Sistem Biologiyası, Metabolik kinetik və axın balansının optimallaşdırılması üsulları
MS-PPT | PDF | Video
Bölmə qeydləri | Biologiya bölməsi video

Şəbəkələr 2: Molekulyar hesablama, özünü montaj, genetik alqoritmlər, neyron şəbəkələri
MS-PPT | PDF | Video
Bölmə qeydləri | Biologiya bölməsi video

Şəbəkələr 3: Hesablama biologiyasının gələcəyi: Hüceyrə, inkişaf, sosial, ekoloji və kommersiya modelləri.
MS-PPT | PDF | Video
Bölmə qeydləri | Biologiya bölməsi video


Mikrobiologiya şöbəsi, Mayami Universiteti, Oksford, Ohayo 45056, ABŞ

Biologiya Elmləri Bölməsi, Purdue Universiteti, West Lafayette, İndiana 47907, ABŞ

Mikrobiologiya şöbəsi, Mayami Universiteti, Oksford, Ohayo 45056, ABŞ

Biologiya Elmləri Bölməsi, Purdue Universiteti, West Lafayette, İndiana 47907, ABŞ

Kimya Elmləri və Mühəndislik Fakültəsi, Çin Neft Universiteti, 18 Fuxue Road, Changping District, Pekin 102249, Çin Xalq Respublikası

ETH Zurich, Proses Mühəndisliyi İnstitutu, Universitätsstr. 6, 8092 Sürix, İsveçrə

Xülasə

DNT çipləri və funksional genomika

Transkriptomun profilləşdirilməsi ArcA mutant Shewanella oneidensis

Çip Texnologiyasının Gələcək Perspektivləri


11.S: Genomika və Sistemlər Biologiyası (Xülasə) - Biologiya

Bioinformatika Qrupu, Kompüter Elmləri Departamenti və Bioinformatika Fənlərarası Mərkəzi, Leypsiq Universiteti, Leypsiq, Almaniya

Nəzəri Kimya İnstitutu, Vyana Universiteti, Vyana, Avstriya

Bioinformatika Qrupu, Kompüter Elmləri Departamenti və Bioinformatika Fənlərarası Mərkəzi, Leypsiq Universiteti, Leypsiq, Almaniya

Bioinformatika Qrupu, Kompüter Elmləri Departamenti və Bioinformatika Fənlərarası Mərkəzi, Leypsiq Universiteti, Leypsiq, Almaniya

Bioinformatika Qrupu, Kompüter Elmləri Departamenti və Bioinformatika Fənlərarası Mərkəzi, Leypsiq Universiteti, Leypsiq, Almaniya

Biologiya şöbəsi, Kolumbiya Milli Universiteti, Boqota, Kolumbiya

Genetika və Bioinformatika Bölməsi, IBHV, Kopenhagen Universiteti, Frederiksberg, Danimarka

Nəzəri Kimya İnstitutu, Vyana Universiteti, Vyana, Avstriya

Bioinformatika Qrupu, Kompüter Elmləri Departamenti və Bioinformatika Fənlərarası Mərkəzi, Leypsiq Universiteti, Leypsiq, Almaniya

Nəzəri Kimya İnstitutu, Vyana Universiteti, Vyana, Avstriya

Fraunhoffer İnstitutu, Hüceyrə Terapiyası və İmmunologiya, Leypsiq, Almaniya

Santa Fe İnstitutu, Santa Fe, Nyu-Meksiko

Bioinformatika Qrupu, Kompüter Elmləri Departamenti və Bioinformatika Fənlərarası Mərkəzi, Leypsiq Universiteti, Leypsiq, Almaniya

Nəzəri Kimya İnstitutu, Vyana Universiteti, Vyana, Avstriya

Bioinformatika Qrupu, Kompüter Elmləri Departamenti və Bioinformatika Fənlərarası Mərkəzi, Leypsiq Universiteti, Leypsiq, Almaniya

Bioinformatika Qrupu, Kompüter Elmləri Departamenti və Bioinformatika Fənlərarası Mərkəzi, Leypsiq Universiteti, Leypsiq, Almaniya

Bioinformatika Qrupu, Kompüter Elmləri Departamenti və Bioinformatika Fənlərarası Mərkəzi, Leypsiq Universiteti, Leypsiq, Almaniya

Biologiya şöbəsi, Kolumbiya Milli Universiteti, Boqota, Kolumbiya

Genetika və Bioinformatika Bölməsi, IBHV, Kopenhagen Universiteti, Frederiksberg, Danimarka

Nəzəri Kimya İnstitutu, Vyana Universiteti, Vyana, Avstriya

Bioinformatika Qrupu, Kompüter Elmləri Departamenti və Bioinformatika Fənlərarası Mərkəzi, Leypsiq Universiteti, Leypsiq, Almaniya

Nəzəri Kimya İnstitutu, Vyana Universiteti, Vyana, Avstriya

Fraunhoffer İnstitutu, Hüceyrə Terapiyası və İmmunologiya, Leypsiq, Almaniya

Santa Fe İnstitutu, Santa Fe, Nyu-Meksiko

Bioinformatika Laboratoriyası, Bitki Elmləri Bölməsi, İllinoys Universitetinin Urbana-Şampeyn, Urbana, İllinoys, ABŞ


Aşağı xətt: Bioinformatikanın Sahələri & Hesablama Biologiyası

Dünyanın etik, məsuliyyətli, həssas biznes tərzini əbədi dəyişməyə hazır olan sənayelər kimi, bioinformatika və hesablama biologiyası gələn əsrin ehtiyacları üçün intizamı bərpa etmək üçün biologiya sahəsində son əsr tədqiqatlarından istifadə edir.

Daha sağlam və təmiz gələcək qurmaq üçün dünya orqanizmlərindən nümunə götürərək və müasir texnoloji landşaftda heyrətamiz sayda tətbiqlərdən istifadə edərək, əmin ola bilərsiniz ki, elmin kollektiv biliyi artdıqca (və biologiyanın tərifi təkamül etdikcə) biotexnologiyaların faydalılığı şübhəsiz olacaqdır.

Əmək Statistikaları Bürosu, kompüter və informasiya tədqiqatçıları, biotibbi alimlər və biotibbi mühəndislərin peşələri kimi daha geniş iqtisadiyyatda bioinformatika və hesablama biologiyası mövqelərinin faizində artım olduğunu bildirir.


Rəylər və təsdiqlər

"Hər hansı biologiya və ya elm tələbəsi üçün dəyərli olan sistem biologiyasında maraqlı yeni inkişafların qismən xoş tədqiqi və qismən də Yer üzündə gələcəyimizi necə qoruya biləcəyimizə dair cəsarətli plan."
Yeni Alim

"Birgözlü reduksionistlərin nəsillərinin görə bilmədiyi bütövlükdə əsaslanan inteqrasiya olunmuş dünyagörüşünün elmi əsaslarının əsaslı tədqiqatı. Müəlliflər parlaq şəkildə uğur qazanırlar!"
David W. Orr, Oberlin Kolleci

"... bizə Fransisko Varela tərəfindən düşünülmüş bütün canlıların əlaqəsi, yaranma dinamikası və özünü təşkili haqqında ən yaxşı elm və nəzəriyyənin sağlam sintezini verir. Bu cild planetdəki yerimizi başa düşmək üçün dərin çərçivə təklif edir. daha yaxşı və ya daha pis. Əgər Capra və Luisi tərəfindən təklif olunan fikirləri tətbiq etsək, bu, daha yaxşı olacaq... bu günün gəncləri, sabahkı liderlər və bu planetdəki həyatla maraqlanan hər kəs üçün oxumaq tələb olunmalıdır."
Daniel Goleman, Emosional İntellekt və Ekoloji İntellekt müəllifi

"Həyat nədir? İnsan nədir? Təbiət və özümüz haqqında yeni kəşflər bizi nəsli kəsilməkdə olan ilk növ olmaqdan necə saxlaya bilər? Kapra və Luinin gözqamaşdırıcı sintezi mexaniki, xətti, reduksiyaçı vərdişlərdən kənara çıxmağın təəccüblü yeni cavablar açdığını izah edir. fəlsəfə və praktikanın daimi suallarına.Ser Frensis Bekonun “İnsan İmperatorluğunun sərhədlərini genişləndirmək, mümkün olan hər şeyi həyata keçirmək” məqsədi bəşəriyyəti ciddi problemlərlə üz-üzə qoyub.Lakin bu gün düşüncəmizi, dilimizi və hərəkətlərimizi ətrafımızda yenidən qurmaq Darvin, Dekart deyil və müasir biologiya ətrafında, köhnəlmiş fizika deyil, zəngin yeni variantlar yaradır. Biznesin vətəndaş cəmiyyəti ilə birgə təkamülü ilə idarə olunan bunlar daha ədalətli, daha sağlam, daha soyuq və təhlükəsiz dünya qura bilər. Sistemlərin Həyata Baxışı Bizim yeganə evdə bir-birimizlə və digər canlılarla yetkin, mehriban və davamlı yaşamaq üçün aydın, geniş bələdçi."
Amory B. Lovins, Rocky Mountain İnstitutu

"... bu kitab mənim üçün Rosetta daşı kimi hiss edir, müxtəlif ideyalar və konsepsiyalar toplusunun əlaqələrini və köklərini açır. O, bizi elm tarixində gəzdirməyə başlayır - və elmi modellərin mədəniyyətlərin əksər aspektlərinə necə təsir göstərmişdir ... Bu kitab böyük maraq doğurur. birlikdə dəyişir və onları fənlər arasında, hər bir sahə üçün möhtəşəm bir böyük şəkilə inteqrasiya edir... Kitabın sistem təfəkkürünün tarixini əhatə edən hissəsini oxuduqca anladım ki, birdən filmdəki kimi çox həyəcanlandım. , oturduğum yerin kənarında oturmuşam... Böyük yazıçının və böyük kitabın etməli olduğu şey budur... Bu, mənim çox şey haqqında düşüncə tərzimə böyük təsir göstərib.Hansı iş sahəsinin fərqi yoxdur və ya maraqdır. Bu kitab gözləri açıq şəkildə gələcəyə baxmaq üçün vacib mütaliədir."
Rob Kall, OpEdNews.com

"... intizamın qiymətli icmalı."
Stephen Lewis, Bioloq

'Nə gözəl, bilikli, sinoptik, sevimli kitabdır!' Stuart Kauffman, Pensilvaniya Universiteti və Sistem Biologiyası İnstitutu, Seattle


İSB-də SİSTEM BİOLOGİYASI NÜMUNƏLƏRİ

Tənzimləyici şəbəkələrin xarakteristikası Halobacterium salinarum NRC-1

Halobacterium salinarum duzlu bataqlıqlarda yaşayan arxael ekstremofildir. Baliga və əməkdaşları son bir neçə il ərzində ətraf mühit amillərinin (məsələn, keçid metalları, oksidləşdirici stress, işıq, UV və qamma şüalanması və s.) təhriflərindən istifadə etməklə məlumatların yaradılması, təhlili, modelləşdirilməsi və eksperimental təsdiqini sistematik şəkildə birləşdirərək adlandırdıqları şeyi istehsal ediblər. 'ətraf mühit və gen tənzimləyici təsir şəbəkəsi (EGRIN)'[1]. Mövcud şəbəkə 130 ehtimal transkripsiya faktorundan ən azı 72-nin 2400 genin 1900-dən çoxunun ifadəsinin tənzimlənməsini koordinasiya etmək üçün 9 ətraf mühit faktoru ilə birlikdə necə hərəkət etdiyini təsvir edir. Onların yanaşması hüceyrələri müxtəlif yollarla (genetik və ekoloji cəhətdən) pozmaq, böyümə və/və ya sağ qalma fenotipini xarakterizə etmək, mRNT-lərdə sabit vəziyyəti və dinamik dəyişiklikləri kəmiyyətcə ölçmək, bu dəyişiklikləri bütün müşahidələri təkrarlaya bilən şəbəkə modelinə mənimsəmək, və nəhayət, modeldən hazırlanmış fərziyyələri eksperimental olaraq təsdiqləmək.

Baliga və iş yoldaşları ilk olaraq qeyd etdilər H. salinarum Bu orqanizmdəki zülalların və ya zülal domenlərinin təxminən 90%-nin ehtimal olunan funksiyaları haqqında bəzi ipuçları vermək üçün ardıcıllıq və struktur əsaslı yanaşmalarla genom. Daha sonra sistematik olaraq hüceyrələri yaxşı xarakterizə edilən müxtəlif ətraf mühit faktorları ilə narahat etdilər [2-5]. Onlar həmçinin hüceyrələri bir sıra sistematik genetik pozğunluqlara məruz qoydular. Bu pozğunluqların hər biri üçün onlar gen ifadə sistemindəki dəyişiklikləri molekulyar səviyyədə ölçdülər. Bu eksperimentlər birlikdə, inteqrasiya olunmuş təhlili yeni alqoritmlərin və proqram təminatının işlənib hazırlanmasını tələb edən böyük miqdarda məlumatla nəticələndi. Məsələn, cMonkey alqoritmi [6] böyük və müxtəlif sistemlərin biologiya ölçmələrindən əldə edilən məlumatların təhlili yolu ilə müəyyən ekoloji şəraitdə (biklasterlər) ehtimal olaraq birgə tənzimlənən genlərin kəşfi üçün xüsusi olaraq hazırlanmışdır. Bu biklasterlər daha sonra İnferelator alqoritmi [7] tərəfindən təhlil edildi, o, müəyyən transkripsiya faktorlarının və/yaxud ətraf mühit amillərinin konsentrasiyalarında fərdi və ya kombinativ dəyişikliklərin müəyyən biklaster və ya gen daxilində orta transkripsiya dəyişikliklərindən müvəqqəti olaraq əvvəl olduğu halları aşkar etdi. Inferelator alqoritmi (i) proqnozlaşdırıcı (ii) səbəbli təsirləri aşkar etmək üçün vaxt ölçüsünü və (iii) kombinator məntiqi modelləri, yəni ətraf mühit faktorları və transkripsiya amilləri arasında qarşılıqlı əlaqəni ehtiva edən (yəni, hər iki qrup üçün minimum tənzimləyici təsirlərin sayı) proqnozlaşdırıcı modelləri seçir. və transkripsiya faktorları cütləri arasında. Inferelator alqoritminin çıxışı EGRIN modelidir.

Bu mürəkkəb şəbəkə modelinin tədqiqi istifadəçilərə EGRIN modelini qurmaq üçün istifadə edilmiş milyonlarla məlumat nöqtəsindən müvafiq xam informasiyaya baxmaq imkanı verən yeni proqram təminatının işlənib hazırlanmasını tələb edirdi. ad hoc Statistik təhlil. Bu Gaggle proqram təminatı [8] həm müxtəlif verilənlər bazalarının qüsursuz araşdırılmasına, həm də eyni dərəcədə müxtəlif proqram alətləri dəsti arasında qarşılıqlı fəaliyyətə imkan verir.

Bu proqram təminatının köməyi ilə Baliga və həmkarları əvvəllər məlum olan bioloji anlayışları təkrarlamaq və genişləndirmək üçün EGRIN modelindən istifadə edə bilmişlər və xüsusilə sistem biologiyası üçün şəbəkədən genetik analizlə təsdiqlənmiş yeni, sınaqdan keçirilə bilən fərziyyələr qurmaq üçün istifadə edə bilmişlər. , ChIP-çip və yeni perturbasiya təcrübələri. EGRIN modelinin bəlkə də ən mühüm nümayiş etdirilmiş xüsusiyyəti onun yeni mühitlərdə və genetik fonlarda gen ifadə dəyişikliklərini proqnozlaşdırmaq qabiliyyəti idi [1]. Onların tapıntıları göstərir ki, bioloji və ətraf mühit şəbəkələrinin daxili xüsusiyyətləri daha mürəkkəb orqanizmlərin fizioloji reaksiyaları üçün oxşar proqnozlaşdırıcı modellərin qurulmasına imkan verəcək və bu problemə necə yanaşılacağını göstərir.

Peroksizomun biogenezinin və funksiyasının tənzimlənməsi

Peroksizomlar, insanlar da daxil olmaqla, eukariotlarda bir çox metabolik rol oynayan hər yerdə yayılmış hüceyrədaxili orqanoidlərdir. Təsirə məruz qalan hüceyrə fiziologiyasına uzun zəncirli yağ turşularının β-oksidləşməsi, xolesterol, öd turşuları və plazmalogenlərin sintezi, hidrogen peroksid və superoksidlərin parçalanması daxildir [9-11]. Peroksisomları diqqətəlayiq edən, onların biogenezinin müxtəlif stimullara əhəmiyyətli dərəcədə cavab verməsidir. Onlar yağlara, hipolipidemik agentlərə və qeyri-genotoksik kanserogenlərə cavab olaraq, həmçinin orqanizmin inkişafının normal fizioloji prosesləri və hüceyrə differensiasiyası zamanı metazoanlarda əmələ gəlir [12]. Mayada peroksisomlar yağ turşuları və ya növdən asılı olaraq metanol kimi müxtəlif karbon mənbələri tərəfindən kəskin şəkildə induksiya olunur [13]. Bu cavab transkripsiya səviyyəsində idarə olunur [14-26].

J.D.A.-nın laboratoriyası model orqanizmdə peroksisom biogenezini və funksiyasını tənzimləyən hüceyrə reaksiyalarını anlamaq üçün sistem biologiyası yanaşmalarını tətbiq edir. S. cerevisiae. Əsasən, bu, cavabda iştirak edən amilləri (siqnal vermə, transkripsiya tənzimləmə, biogenez və funksiya) müəyyən etməyi və kəmiyyət və proqnozlaşdırıcı modelləri əldə etmək məqsədi ilə hər bir prosesi idarə edən amillər arasında dinamik qarşılıqlı əlaqəni başa düşmək üçün hesablama və modelləşdirmə yanaşmalarından istifadə etməyi əhatə edir. peroksisom induksiyasına inteqrativ hüceyrə reaksiyası.

Hüceyrələrə oleatın əlavə edilməsi ilə aktivləşdirilmiş gen tənzimləyici şəbəkələrinin dinamikasına diqqət yetirərək, hüceyrələrin yağ turşularına məruz qalması zamanı gen ifadəsindəki müvəqqəti dəyişikliklərin kəmiyyətini müəyyən etmək üçün mikroarraylardan istifadə edilmişdir. Müxtəlif mutant ştammların transkript profili, ChIP-çip analizi və yeni şəbəkə topologiyasına əsaslanan klasterləşdirmə yanaşmasının inkişafı olein turşusuna cavab verən əsas transkripsiya şəbəkəsinin səciyyələndirilməsinə imkan verdi. Bu amillər arasında qarşılıqlı əlaqə gecikmə diferensial tənlikləri və stoxastik simulyasiyalardan istifadə etməklə modelləşdirilmiş və müxtəlif hüceyrə reaksiyalarının (məsələn, ümumi stress və peroksisom zülal istehsalı) və motiv strukturlarının (kəsişən döngə strukturları, transkripsiya faktorunun oliqomerləşməsi və s.) sinxronizasiyasına nəzarət edən mexanizmləri aşkar etmişdir. .) cavabların qeyri-xəttiliyi, transkripsiya səs-küyü, yaddaş və s. kimi cavab aspektlərinə nəzarət edən [27-29]. Bu təfərrüatlı, diqqət mərkəzində olan yanaşma şəbəkələrin genişmiqyaslı qlobal təhlillərini tamamlayır [30-33]. Bu yanaşmalarla qurulan tənzimləmə mexanizmləri çox güman ki, digər oxşar şəbəkələr tərəfindən izlənilən qaydaları müəyyən edəcək [34, 35]. Bu işin ümumi məqsədləri mayada peroksizomun və onun cavablarının ətraflı kəmiyyət modelini hazırlamaq və məməli hüceyrələrində orqanoidləri xarakterizə etmək və modelləşdirmək üçün sistem yanaşmalarına imkan verəcək üsulları yaratmaqdır.

Peroksizomun komponentlərini, siqnal şəbəkələrini və peroksisoma səbəb olan şərtlərə hüceyrə reaksiyasına nəzarət edən əlavə amilləri müəyyən etmək üçün J.D.A. və əməkdaşlar həmçinin demək olar ki, hər bir maya geninin tək delesiyalarını ehtiva edən maya suşlarının kitabxanasından istifadə etmişlər. Hər bir ştam funksional peroksisomlar tərəfindən metabolizə olunan yağ turşularına məruz qalmış və yağları metabolizə etmək qabiliyyətinə görə kəmiyyətcə və normal, funksional peroksizomları yaymaq qabiliyyətinə görə kəmiyyət görüntüləmə üsulları ilə yoxlanılmışdır [36]. Bu tədqiqatlar mobil cavabda iştirak edən qlobal, əlaqələndirilmiş rabitə şəbəkələrini aşkar etdi.

Peroksizomun özünü xarakterizə etmək üçün proteomika texnologiyalarından da istifadə edilmişdir. Bu halda, klassik sub-hüceyrə fraksiyalaşdırma prosedurları zülalları müəyyən etmək üçün izotop kodlu yaxınlıq etiketli (ICAT) kütləvi spektrometriya ilə birləşdirildi. zənginləşdirilmişdir iki fərqli izolyasiya proseduru vasitəsilə peroksizomlarla. Məlumatlar peroksisomal ola biləcək zülalları müəyyən etmək üçün gözlənti alqoritmi ilə təhlil edilib. Müəyyən edilmiş ~400 zülaldan ~70-nin biokimyəvi olaraq orqanoidlə eyniləşdirildiyi müəyyən edilmişdir. Əhəmiyyətli odur ki, bu zülalların çoxu digər hüceyrəaltı strukturlarla paylaşılır və orqanoidlə dinamik şəkildə əlaqələndirilir [37].

İmmunitet və iltihab

İmmunitet reaksiyası iki alt sistemdən ibarətdir, infeksiyaya qarşı dərhal müdafiəni təmin edən anadangəlmə immunitet və incə spesifiklik və yaddaşa malik adaptiv reaksiya. Anadangəlmə toxunulmazlıq iki tərəfli bir qılıncdır, o, ev sahibinin müdafiəsi üçün mütləq tələb olunur, lakin nəzarətsiz olaraq otoimmün xəstəliklər və ürək xəstəlikləri də daxil olmaqla müxtəlif xəstəliklərə səbəb ola bilər.

Makrofaqlar fitri immun sisteminin əsas daşını təmsil edir. Onlar birbaşa yoluxucu orqanizmləri aşkar edirlər vasitəsilə çox sayda reseptor onları faqositləşdirir və sonra müvafiq host reaksiyasını təşkil edir [38]. İnfeksion təhlükənin təbiətini dəqiq müəyyən etmək üçün immun hüceyrə hər bir xüsusi patogenin göstərdiyi molekulyar ştrix kodunu oxuyur. Toll-bənzər reseptorlar ailəsi (TLR) işğalçı mikroorqanizmin təyin edilməsində əsas rol oynayır [39]. Məsələn, LPS-i aşkar edən TLR4 və flagellin aşkarlayan TLR5-in aktivləşdirilməsi qram-mənfi, bayraqlı bakteriyanın mövcudluğunu göstərəcək. Bu dəqiq tanınma ev sahibi tərəfindən patogenə spesifik, yüksək səviyyədə tənzimlənən reaksiyaya səbəb olur. Alan Aderem və əməkdaşları, makrofaqların çoxsaylı TLR-lərdən yaranan mürəkkəb məlumatı birləşdirdiyi və müvafiq hüceyrə cavablarını formalaşdırdığı fitri sistem reaksiyasının molekulyar mexanizmlərini müəyyən etmək üçün genomik, proteomik və hesablama alətlərindən istifadə edir.

Məsələn, flagella, pervanəyə bənzər fırlanma ilə bakteriyaların hərəkətliliyini təmin edən qamçıya bənzər quruluşlar, tək bir zülal olan flagellindən ibarət polimerlərdir. Aderem laboratoriyası flagellin üçün ikili aşkarlama sistemini müəyyən etmək üçün genomik və proteomik yanaşmalardan istifadə etmişdir. Hüceyrədənkənar flagellin, iltihab əleyhinə sitokinlərin ifadəsini induksiya edən TLR5 tərəfindən, sitozolik flagellin isə sitoplazmik zülal, sitokinlərin translyasiyadan sonrakı emalını aktivləşdirən İpaf vasitəsilə aşkar edilir. Hesablama analizi bu sensorlar arasında qarşılıqlı əlaqə haqqında fikir verdi və proqnozlar təsdiqləndi in vitroin vivo TLR5 null və Ipaf null siçanlarından istifadə [40]. TLR5 və flagellin arasındakı molekulyar qarşılıqlı əlaqəni daha yaxşı başa düşmək üçün TLR5 və flagellin strukturunu proqnozlaşdırmaq üçün zülal qatlama alqoritmlərindən istifadə etmişlər və hesablama proqnozlarını təsdiqləmək üçün mutasiya analizindən istifadə etmişlər. Bu, TLR5 [41, 42] tərəfindən immun aşkarlanmasından qaçmağa qadir olan bakteriya qruplarının müəyyən edilməsinə səbəb oldu.

Bu sistemin spesifik komponentlərinin genlərindəki dəyişiklikləri xarakterizə etməklə TLR-lərdə mutasiyalar və insanın müxtəlif yoluxucu xəstəliklərə həssaslığı arasında bir sıra əhəmiyyətli əlaqələr müəyyən edilmişdir. Nəticələr insanların niyə yoluxucu xəstəliklərə fərqli meylli olduğunu izah etməyə kömək edir və yeni dərman hədəfləri və peyvənd strategiyaları təklif edir. Bu tədqiqatların diqqətəlayiq məqamları TLR9-da bir mutasiya HİV infeksiyasından QİÇS-in inkişafına sürətli irəliləyişə gətirib çıxardığını nümayiş etdirir [43] TLR2-də bir mutasiya genital herpes, vərəm və cüzam xəstəliyinə qarşı həssaslığın artmasına səbəb olur [44] TLR4-də mutasiyalar transplantasiya resipiyentlərində infeksiyalara qarşı həssaslığın artması və insanları meningokok sepsisinə meylləndirir [45] və TLR5-də mutasiya Legioner xəstəliyinin [46] artmasına səbəb olur.

TLR-lərə bu diqqət fitri immunitet sisteminin iltihab reaksiyasını anlamaq üçün daha geniş proqramın bir hissəsidir. Məsələn, Aderem qrupu və əməkdaşları iltihab reaksiya sisteminin mənfi tənzimləyicisi kimi çıxış edən əsas transkripsiya amilini, ATF3-ü müəyyən etmək üçün mikroarray, ChIP-çip və proteomik məlumatları inteqrasiya etmək üçün hesablama alətlərindən istifadə etmişlər. Kinetik modelləşdirmə onun hərəkətinin altında yatan molekulyar mexanizmləri proqnozlaşdırdı və bu proqnozlar ATF3 boş siçanlarından əldə edilən makrofaqlarda təsdiqləndi [47]. Aderem və Ozinsky qrupları tək hüceyrələrdən ifraz olunan sitokinləri aşkarlaya bilən cihaz yaratmaq üçün mikro-maye yanaşmalarından istifadə edirlər. Bu cihaz vaksinlərin effektivliyini müəyyən etmək üçün sahədə və klinikada sistem reaksiyalarını göstərən spesifik biomarkerləri ölçmək üçün istifadə edilə bilər.

Proqnozlaşdırılan və fərdiləşdirilmiş tibb: siçan qaraciyərinin asetaminofene reaksiyası

Sistem biologiyası təkcə mürəkkəb bioloji sistemlər üzərində tədqiqat aparmaq qabiliyyətimizi təkmilləşdirməyi vəd etmir, həm də təbabətin daha proqnozlaşdırıcı bir elmə çevrilməsi üçün zəmin yaradır. Proqnozlaşdırıcı təbabətin təməl daşlarından biri xəstəliyin sistem görünüşünə əsaslanan xəstəliklərin diaqnozuna yeni yanaşma - qanda çoxlu orqanlara xas qan protein markerlərinin ölçülməsi olacaqdır. Xəstəlik xəstə orqandakı bioloji şəbəkələrin pozulması nəticəsində yarandığından və bu şəbəkələr tərəfindən ifadə edilən genetik məlumatların modellərini dəyişdirdiyindən, bu dəyişmiş məlumatların bəziləri qanda zülal konsentrasiyasının dəyişməsi ilə nəticələnir. Qanda aşkar edə biləcəyimiz orqana spesifik markerlərdəki dəyişikliklər, çox güman ki, həmin markerləri ifadə edən orqandakı şəbəkə dəyişikliklərini əks etdirəcək. Bu fikirləri sınamaq üçün model sistem kimi siçanların qaraciyərində asetaminofen toksikliyindən istifadə etdik. Asetaminofen (Tylenol) sub-öldürücü dozalarda qaraciyərə geri qaytarıla bilən ziyan vurur. Qaraciyərin histoloji (fenotipik) şəklini təqdim edir, burada kəskin dozadan sonra 48 saata qədər artan zədələnmə qeyd olunur və bu, 72-96 saat ərzində demək olar ki, normala qayıdır. Hood qrupu bu sistemdən qaraciyərə xas qan biomarkerlərini aşkar etmək üçün əlaqələndirilmiş yanaşmanı araşdırmaq üçün istifadə edir. Bu yanaşma insan və siçandakı əksər orqanlar və əsas toxuma növlərinin yüksək məhsuldarlıqlı transkripsiya teq profilli məlumat dəstlərinin müqayisəli təhlili əsasında qaraciyərə xas ifadə edilmiş transkriptlərin siyahısının yaradılması ilə başlayır [48]. Bu genlər tərəfindən kodlanan qaraciyərə xas zülallardan hansının toksinə məruz qaldıqdan sonra qana ifraz olunduğunu görmək üçün onlar zaman-kurs təcrübələrində kütləvi spektrometriya və antikor əsaslı analizlər də daxil olmaqla bir sıra müxtəlif proteomik kəşf texnologiyalarını tətbiq edirlər. Bu günə qədər onlar qaraciyərə xas olan altı qan zülalını müəyyən ediblər ki, onların səviyyələri qaraciyərin histoloji dəyişikliklərini mükəmməl şəkildə izləyir, məruz qaldıqdan təxminən 48 saat sonra zirvəyə çatır və 72-96 saatdan sonra normala qayıdır. Caltech-də [49] Heath qrupu ilə əməkdaşlıq edərək, Hood qrupu 10 dəqiqə ərzində qan damcısının bir hissəsindən qanda belə biomarker namizəd səviyyələrinin çoxsaylı ölçülməsini həyata keçirməyə qadir olan mikro-maye zülal çipi istehsal etməyi hədəfləyir. Bu kimi çiplər gələcəkdə milyonlarla xəstənin qanını yazmağa imkan verə bilər, çünki proqnozlaşdırıcı və fərdiləşdirilmiş tibb reallığa çevrilir. Bu yanaşma növbəti 10-20 il ərzində hazırkı reaktiv dərmanımızın (müalicə etmək üçün xəstə olana qədər gözləyin) proqnozlaşdırıcı, fərdiləşdirilmiş, profilaktik və iştirakçı dərmanla (P4 dərmanı) əvəzlənməsinə gətirib çıxaracaq [50-53] ].


2. Genetika və genomika

Genetika fərdlərin DNT əsaslı irsiyyət və variasiyasını, genomika isə genomun strukturunu və funksiyasını öyrənir. Hər ikisi DNT və RNT ardıcıllığı, mikroarraylar, proteomika və elektron mikroskopiya kimi metodlardan və ya nuklein turşusu strukturunun təyini üçün optik üsullardan əldə edilən məlumatlardan istifadə edərək bioinformatika və hesablama texnikasını tətbiq edir.

Bütün mikrob icmalarının dərin ardıcıllığını və ya ardıcıllığını həyata keçirə bilənlər kimi bu və bir çox digər yeni texnologiyaların mövcudluğu informatikadan daha sürətli böyük həcmdə məlumat yaradır və onları idarə etmək və sorğulamaq üçün hesablama metodları hazırlana bilər. Bu, genetik və genomik alimlər üçün bu məlumatları təhlil etmək üçün yeni qabaqcıl texnologiyalar hazırlamaq və tətbiq etmək üçün imkanlar açır.

Genomika və genetika sahəsində çalışan professor-müəllim heyətinə aşağıdakılar daxildir:


Son xəbərlər:

İkinin gücü

Magistr tələbəsi Ellen Zhong bioloqlara və riyaziyyatçılara elektron mikroskopiyada uzun müddətdir davam edən problemi həll etmək üçün şöbələr arasında əlaqə saxlamağa kömək etdi.

MİT-in Hokfild Məhkəməsi qərbdə tək bucaqlarla uzanan əks etdirən, gümüşü çuxurları olan ultramodern Stata Mərkəzi ilə, şərqdə isə sadə, pəncərəli, sement düzbucaqlı olan 68-ci Bina ilə həmsərhəddir. İlk baxışdan Stata Mərkəzindəki Bonnie Bergerin riyaziyyat laboratoriyası və 68-ci binada Coey Davisin biologiya laboratoriyası onların yerləşdiyi binalar qədər fərqlidir. Və yenə də, a.


Kursun Təsviri

Hesablama və Sistem Biologiyasında MIT Təşəbbüsü (CSBi) kompleks bioloji hadisələrin sistematik təhlili və modelləşdirilməsinə multidisiplinar yanaşmada biologiya, mühəndislik və kompüter elmlərini birləşdirən kampus miqyasında tədqiqat və təhsil proqramıdır. Bu kurs hesablama və sistem biologiyası sahəsində fənlərarası təlim və tədqiqata marağı olan tələbələr üçün CSB Ph.D proqramı vasitəsilə təklif olunan bir sıra əsas fənlərdən biridir.


Videoya baxın: حقيقة الأنظمة العربية العسكرية و ما الذي جلبته للدول العربية بعد مضي قرن من الزمن (Avqust 2022).