|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://storage.bioinf.fbb.msu.ru/~abr/students_projects.html
Дата изменения: Sat Mar 8 11:25:10 2008 Дата индексирования: Sat Feb 2 21:54:46 2013 Кодировка: Windows-1251 |
|
Задача (2-3 курс) от Дмитрия Первушина. Белки Kir6.1 и SUR-1 кодируют АТФ-чувствительные ионные каналы у мыши, крысы, и человека. Эти каналы играют необычайно важную роль в процессе метаболической регуляции нервной активности и, как было выяснено недавно, задействованы в некотоых механизмах памяти и обучения. Интересным представляется то обстоятельство, что эти же белки также вовлечены в регуляцию инсулиновой активности в панкреатических бета-клетках. И в нервной, и в эндокринной системе метаботропные функции Kir6.1 и SUR-1 тесно связаны с работой других белков, в число которых входят некоторые известные натриевые и кальциевые каналы. В связи с этим, представляется интересным исследовать совместную эволюционную историю этих (и некоторых других) семейств белков. Задачи от Паши Мазина. В большинстве ферментов, транспортеров, рецепторов и других белках за связывание и распознавание субстрата (транспортируемого вещества, эффектора) отвечает лишь небольшое число аминокислотных остатков. Поиск таких аминокислот представляет огромный как теоретический (изучение механизмов субстратной специфичности), так и практический интерес (белковая инженерия, создание новых лекарств). Иногда позиции последовательности, определяющие специфичность (СДП) видны невооруженным глазом во множественном белковом выравнивании, но чаще - нет. В нашей лаборатории разработан метод SDPPred, предсказывающий позиции, аминокислотные остатки в которых определяют специфичность к субстрату, см. первую пробную версию SDPPRed и вторую версию SDPpred_v2. На вход программа получает множественное белковое выравнивание, в котором на основании ортологических отношений или данных литературы белки сгруппированы в группы с одинаковой функцией. Метод был успешно апробирован на ряде белковых семейств, однако он обладает явными недостатками, с некоторыми мы уже справились, и скоро будет опубликована следующая версия нашего сервера, но кое-что осталось. Первая проблема (и не только нашего метода) - метод требует априорного разбиения белкового семейства на группы специфичности, что не всегда легко. Мною был создан и реализован оригинальный алгоритм автоматического разбиения белкового семейства на функционально разные подгруппы (SDPgroup). Алгоритм нуждается в уточнении и тестировании, поэтому предлагаются задачи ??1-2. Вторая проблема - метод основан на постулате, что СДП определяют специфичность независимо друг от друга. Так ли это? Отсюда задачка ?3 Задачка ?1 (программирование) Зависит ли набор SDP, полученный с помощью программы SDPgroup, от выбора начального разбиения? Примечание: в настоящее время алгоритм SDPgroup стартует со случайного разбиения. Задача ?2 (биоинформатика) Исследование согласованности специфичности у разных прокариотических белков одного регулона, отвечающего за утилизацию простого сахара. Известно, что за утилизацию простых сахаров у бактерий отвечают наборы коэкспрессируемых генов, кодирующих транскрипционный регулятор, киназу и транспортер. Для каждого сахара - свой набор. Было бы логично, если бы все три белка специфически связывали один и тот же сахар. Но так ли это? Вопрос: будет ли согласовано разбиение на группы специфичности у этих белков? А автоматическое разбиение с помощью SDPtree? Задача ?3 (программирование) Исследование ковариаций между СДП. Придется не только писать программы, но и разрабатывать их алгоритмы и схемы тестирования. Требования к студенту:
Задачи от А.Б.Рахманиновой и Юры Коростелева. Специфическое ДНК-белковое распознавание лежит в основе всех основных генетических процессов - репликации, транскрипции, трансляции, репарации, рекомбинации. В основе дифференцировки тканей лежит процесс дифференциальной экспрессии генов, определяемый взаимодействиями белков-транскрипционных регуляторов с ДНК. Трудно переоценить значение решения задачи о том, как белок узнает свое специфическое место связывания на ДНК. В настоящее время собраны большие коллекции аминокислотных последовательностей транскрипционных регуляторов и нуклеотидных последовательностей сайтов их связывания. Анализ этих данных мог бы быть поучителен, но все не так просто: данные содержат много "шума". В нашей группе создана программа для работы с подобными данными, а наши коллеги готовы предоставить для исследования свои уникальные коллекции последовательностей. Отсюда Задача ?1 (биоинформатика, приглашаем 2-х студентов) Исследование особенностей ДНК-белкового взаимодействия у разных семейств бактериальных регуляторов транскрипции Придется готовить входные данные, а затем анализировать полученные результаты. Нужны студенты, которым нравится искать закономерности в длинных рядах чисел. Созданная нами программа нуждается в улучшении: есть идеи, как сделать более удобный интерфейс, и, как заставить работать ее быстрее. Отсюда Задача ?2 Создание быстродействующей версии DPcorr с дружественным интерфейсом. Требования к студенту: уверенное знание языка программирования Java или готовность его изучить. Задача (1-4 курс) от Романа Сутормина. В научных кругах бытует мнение, что делеции или вставки в альфа-спиралях белков являются событиями редкими, но исследование этого вопроса говорит об обратном. Известны случаи, подтвержденные структурными выравниваниями, когда делеция или вставка одного аминокислотного остатка в альфа-спираль приводит лишь к удлиннению или укорочению одного витка спирали, не портя спирать в целом. С другой стороны общепринятым является соображение (никем не проверенное), что проще удалить целый виток спирали, что приведет к укорочению спирали, но почти не изменит положение остатков относительно остального белка. Эти вопросы почти не изучены. Кроме того, нет хорошей модели, описывающей изменение вероятностей длин делеций/вставок с течением эволюционного времени. Ясно, что более глубокая проработка вопросов, связанных с частотами делеций, позволила бы уточнить алгоритмы выравниваний, т.к. эти алгоритмы должны использовать различные оценки штрафов за делеции в различных элементах вторичной структуры белка. Задача Построить распределение длин делеций в альфа-спиралях, а также исследовать зависимость этого распределения от эволюционного расстояния между выравниваемыми белками. Требования к студенту: знание языка программирования Java и языка запросов к базам данных SQL или готовность их изучить. Задача (2-3 курс) от Инны Перцовской. CpG острова - участки генома, обогащенные CpG динуклеотидами. Они играют важную роль в регуляции экспрессии генов, импринтинге, дифференцировке клеток. Регуляция осуществляется посредствам метилирования ДНК, которое затрагивает цитозин в CpG динуклеотидах, модифицируя его в 5-метилцитозин. Метилирование ДНК - единственная известная ковалентная модификация ДНК у млекопитающих. В связи с осознанием роли эпигеномики (надгеномных модификаций, в том числе метилирования ДНК) в регуляции транскрипции, изучение функциональности CpG островов становится острой задачей геномных исследование. В ходе работы предполагается изучение мутаций в CpG динуклеотидах в CpG островах и в целом по геному, в результате исследования которых предполагается разделение CpG островов на группы функциональности (по предполагаемой функции). Потребуются навыки программирования (на среднем уровне), заинтересованность, способность к самостоятельному осмыслению и выполнению поставленных задач. |