Инструмент для предсказания последовательностей, вызывающих мутации и болезни
Ученые из Института биоинформатики (BII) A*STAR разработали аналитическую модель и вычислительный инструмент для быстрого и точного предсказания наличия и местоположения R-loop Forming Sequences (RLFS) в любом геноме или искусственных нуклеиновых кислотах. R-петли — это трехцепочечные гибридные структуры РНК и ДНК, которые могут быть важны для многих нормальных биологических процессов, но также связаны с запуском мутаций, разрывов ДНК и заболеваний. Эти гибридные структуры открывают интригующие возможности в качестве новых мишеней для диагностики и лечения болезней, включая рак, аутоиммунные и нейродегенеративные состояния.
Хотя R-петли были впервые описаны в 1976 году и долгое время ассоциировались лишь с несколькими генами, понимание их критической функции и распространенности в геномах значительно продвинулось лишь в последние годы, революционизируя эту область.
Ученые из отдела анализа данных генома и экспрессии генов BII создали Quantitative Model of R-loop Forming Sequence finder (QmRLFS-finder), сделав его свободно доступным. С его помощью они сделали неожиданное открытие: 75% хорошо аннотированных человеческих генов и/или их окрестностей содержат RLFS. Точность инструмента в предсказании местоположения RLFS в любой геномной последовательности составляет от 80 до 90%. Такая высокая точность значительно ускорит обнаружение R-петель и резко сократит затраты и время по сравнению с существующими экспериментальными методами.
Польза инструмента для мирового научного сообщества очевидна, учитывая, что в настоящее время существует лишь один экспериментальный метод для определения R-петель на уровне всего генома, примененный только к одной клеточной линии. Существующие методы требуют много времени, высоких затрат и узкоспециальной экспертизы.
Использование QmRLFS-finder позволит исследователям внести вклад в растущие знания о важности R-петель для биологии человека и болезней, а также поддержит разработку новых методов терапии, нацеленных на эти гибридные структуры.
Доктор Владимир Кузнецов, руководивший разработкой, отметил: «Мы разработали этот прогностический инструмент, поскольку предвидим, что у него есть множество приложений... Мы надеемся, что лучшее понимание формирования и функций R-петель позволит нам более эффективно предсказывать и лечить различные заболевания».
QmRLFS-finder был использован более 1200 раз пользователями из более чем 20 стран после публикации статьи о его разработке в журнале Nucleic Acids Research.