1. н.с. Дмитрий Николаевич Штокало
Новосибирск 2013

2. Процесс разработки лекарства
обычно занимает более 15 лет
Поиск мишени (ген, белок, и др.)
Поиск действующего вещества
Поиск средства доставки
Преклинические испытания, тест на токсичность
Клинические испытания

3. GGGGAGATGGGCTCTGAGACTATAAAGACAGCGGGGGCCCAGC|AGCCCTCAGCCCTCCAGG
Ген инсулин
Неправильная буква «А»
Метод лечения диабета 1-го рода

4. GGGGAGATGGGCTCTGAGACTATAAAGСCAGCGGGGGCCCAGC|AGCCCTCAGCCCTCCAGG
Метод лечения диабета 1-го рода
Ген инсулин
Правильная буква «С»

5. http://webvision.med.utah.edu/wp-
content/uploads/2012/10/600px-
Drosophila_repleta_lateral.jpg
50 Гб данных
ACGTTGCGACCCGTAGGACAA
CGGGTTACAGGGGGGATT
GCTAGACAGTTTTTTTTAAA
ACGTCAGCGTACGA
CCGGCGCGCGCGCGCCGGGAG
...
HelicosTM
Секвенирование – прочтение
последовательности ДНК или РНК

6. Приемлемого качества 30’000$ за 6 недель
Низкого качества 5’000$ за 2 недели
Производительность секвенаторов
растет экспоненциально
Стоимость прочтения генома пациента в 2013г.

7. Типы современных данных
ACGTTGCGACCCGTAGGACAA
CGGGTTACAGGGGGGATT
GCTAGACAGTTTTTTTTAAA
ACGTCAGCGTACGA
CCGGCGCGCGCGCGCCGGGAG
GCGCGTTTTAATATAGCGCC
CGCGCGCCGGGAGTAGATATC
Последовательности ДНК, РНК
Послевоспаления
Довоспаления
Bank1
Cd52
Cd79a
Col3a1
Gbp9
H2-DMb1
Hrasls
Ikzf3
Mbnl1
Rps24
S100a4
Slamf9
St8sia4
Tap1
Tnfsf10
Upp1
Таблицы экспрессии
Графы взаимосвязей
Различные базы знаний и
аннотаций

8. Пример результата анализа

9. Методы анализа
• Сравнение больных и здоровых
• Сравнение последовательностей
(выравнивание)
• Сравнение векторов экспрессий генов
(кластерный, регрессионный анализы)
• Сравнение новых даных с существующими
базами знаний (Enrichment)
• Моделирование физических свойств молекул

10. Анализ данных – искусство,
основанное на знании и интуиции.
Задача ИТ:
а)обеспечить инструментарием
доступа к знаниям
б) визуализировать процесс для
возбуждения интуиции.
Основная проблема – жизнь шире
и сложнее формальностей.

11. «Универсальные» технологии
разработаные с нашим участием
ExPlain для BIOBASE GmbH
SLI Environment
для St.Laurent Institute

12. Применяемые нами технологии
(1. Выравнивание)
ACGTTGCGACCCGTAGGACAA
CGGGTTACAGGGGGGATT
GCTAGACAGTTTTTTTTAAA
ACGTCAGCGTACGA
CCGGCGCGCGCGCGCCGGGAG
Референсная
ДНК
Кусочки
РНК
Выравнивание на геном с помощью
HeliSphere software (Helicos BioScience)
Кусочки РНК

13. Применяемые нами технологии
(2. Очистка сигнала от шума)
HeliSphere software
+
фильтрация по похожести с мусорными последовательностями
+
Нормализация

14. Применяемые нами технологии
(3. Задачи распознавания)
Пакет R –
для кластеризации, машинного обучения,
вычисления статистической значимости рез-тов.

15. Применяемые нами технологии
(4. Поиск по литературе и базам
знаний )
Pathway Studio® (Elsevier Inc.)
ExPlainTM (BIOBASE GmbH)

16. 0%
20%
10%
%Апоптозаклеток
Блокировка найденных нами
мишеней приводит к апоптозу 12%
раковых клеток

17. Найдены биомаркеры
предрасположенности к рецидиву
сужения кровеносных сосудов после
вставки расширяющего стента

18. Другие ИТ технологии в процессе
диагностики и разработки лекарств
Поиск мишени (FoldX, Ugene, BioUML)
Поиск действующего вещества (Docking, PASS, Lead Finder)
Поиск средства доставки (PASS, Lead Finder)
Тест на токсичность (QSAR, PASS, Lead Finder)
Клинические испытания

19. Новосибирск 2013

20. Найдено 3000 сайтов
редактирования РНК ферментом
ADAR у мухи
На данный момент наш список
сайтов является наиболее полным