Анализ жизни на молекулярном уровне
Три сотрудника факультета биологических наук Колледжа литературы, искусств и наук Университета Южной Калифорнии получили гранты Национальных институтов здравоохранения (NIH) на разработку и применение инновационных методов анализа данных о белках, генах и их взаимодействиях.
Гранты на исследовательские проекты (R01), поддерживающие исследования в области здравоохранения, получили Франк Альбер, Лян Чен и Эндрю Смит из секции молекулярной и вычислительной биологии.
Франк Альбер, доцент, будет использовать пятилетний грант R01 для изучения структур и пространственного распределения белковых комплексов в клетках. Поскольку клетки — это плотно упакованные среды, одновременное исследование распределения тысяч таких комплексов позволит лучше понять их функциональное взаимодействие в клеточных процессах. Белки участвуют почти во всех функциях клетки, и для её правильной работы комплексы должны находиться в определённом месте в определённое время. Нарушение этой организации может привести к болезни.
Исследователи используют метод крио-электронной томографии, который делает снимки клетки. Альбер разрабатывает вычислительные методы для изучения этих сложных изображений, чтобы выявить повторяющиеся паттерны, усреднить их и создать трёхмерное изображение форм и расположения белковых комплексов в клетке. Их может быть тысячи.
Лян Чен, доцент, получила четырёхлетний грант R01 на изучение альтернативного сплайсинга — механизма регуляции генов. Более 90% человеческих генов подвергаются этому процессу, в результате которого из одного гена могут образовываться различные изоформы белков. Этот строго регулируемый механизм важен для многих биологических функций, например, развития нервной системы. Дефекты в этом процессе могут приводить к заболеваниям: вероятно, более 60% точковых мутаций, вызывающих болезни у человека, влияют на сплайсинг.
Чен использует статистические и вычислительные методы для анализа огромных объёмов данных, полученных с помощью технологий высокопроизводительного секвенирования. Цель её группы — лучше количественно оценить события альтернативного сплайсинга, идентифицировать регуляторные элементы и в конечном итоге построить регуляторную сеть сплайсинга.
Эндрю Смит, доцент, будет использовать трёхлетний грант для изучения взаимодействий между белками и РНК и разработки вычислительных методов анализа получаемых данных. После транскрипции генов многие процессы определяют, как молекулы РНК превращаются в белки. Белки, связывающие РНК, могут распознавать, с какими молекулами РНК им следует взаимодействовать, образуя сложную сеть точных и специфичных взаимодействий. Смит и его команда разрабатывают алгоритмы, чтобы выяснить, как кодируется эта специфичность.
Ранее Смит использовал четырёхлетний грант R01 для разработки аналитических методов интерпретации эпигеномных данных, играющих важную роль в регуляции производства РНК из ДНК в ядре. Его статья «Профили метилирования сперматозоидов раскрывают особенности эпигенетического наследования и эволюции у приматов» была на обложке журнала Cell от 15 сентября 2011 года.