Грант от фонда основателя Facebook ученые из Центра алгоритмической биотехнологии СПБГУ потратят на техподдержку уже созданных программ.
Первая под названием «SPAdes» – собирает геном, например, вирусов, бактерий, грибов и даже целых микробных сообществ. Вторая – «QUAST» анализирует качество данных, которые используют для сборки, и оценивает конечный результат. Оба проекта работают на основе открытого исходного кода, то есть, пользоваться ими может любой ученый, причем бесплатно. Отсутствие коммерческого мотива создает барьеры для поиска инвестора. В то же время научные гранты даются на новые открытия и разработки, а не техподдержку уже существующих. В результате развитие происходит на голом энтузиазме, отмечают в вузе. Специфика гранта Цукерберга состоит в том, что фонд готов спонсировать социально-значимые программы с открытым кодом. О том, какие проблемы в области медицины позволяет решить сборка генома, и в чем сложность самого процесса, рассказывает заместитель директора Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ Алла Лапидус.
Заместитель директора Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ Алла Лапидус Многие заболевания связаны с изменениями в хромосомах, именно в последовательности генома. Онкологические заболевания – это заболевания генома, не только, конечно, но в большой степени. И поэтому, если мы будем знать, какое изменение приводит к определенному заболеванию, и, например, если у нас есть какие-то хорошие способы быстро собирать геном или хотя бы его части, то можно поставить диагноз. Сборка генома – очень сложный процесс, потому что сегодняшние молекулярно-биологические технологии, определяющие первичную структуру молекул ДНК, пока умеют создавать только коротенькие фрагменты на выходе. А из этих коротеньких фрагментов можно восстановить полностью всю молекулу.
Разработки СПБГУ позволяют следить за мутациями, в том числе, ковида, оценивая, насколько вакцины чувствительны к конкретному штамму. Еще одна область применения – поиск новых антибиотиков. Проблема стала особенно актуальной во время пандемии, когда из-за их массового применения, микроорганизмы стали более устойчивыми к лекарствам.
Ведущий научный сотрудник Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ Антон Коробейников Вся персонализированная медицина основана на сборке геномов. Сборка геномов, например, активно используется в том же самом сельском хозяйстве. Также она используется для поиска новых антибиотиков. Большая часть антибиотиков, которая известна на текущий момент, и которые мы с вами можем купить в аптеке, на самом деле так называемые «природные метаболиты». То есть мы не просто их придумали, а это микроорганизмы, которые находятся вокруг нас. Они выработаны за эти 2-3 миллиарда лет эволюции для борьбы друг с другом, а мы у них только взяли и подсмотрели. Как раз знание генома микроорганизма позволяет, например, определить, как именно синтезируется данный конкретный метаболит. Кроме того, оно позволяет взять конкретный участок генома, пересадить его в штамм и дальше уже начать наработку вещества биотехнологическими способами.
Межгосударственные исследования геномов набирают обороты. Ранее Российские и американские учёные завершили сборку ДНК комаров, которые являются основными переносчиками малярии в африканских тропиках. Ожидается, что опыт позволит найти участки, отвечающие за связь с возбудителем болезни. В прошлом году исследователи из Франции и Америки получили Нобелевскую премию за редактирование генома, которое назвали «генетические ножницы», способные разрезать ДНК.