Компьютерный анализ структуры транскриптов и организации геномов растений на основе интеграции данных высокопроизводительного секвенирования важен как для решения фундаментальных молекулярно-биологических, так и прикладных сельскохозяйственных задач. Особое значение имеет сравнительное исследование структуры цис- и транс-антисенс транскриптов в геномах растений, для которых геномные данные недостаточно полны. Анализ структуры генов, связанных с архитектурой колоса, морфологическими параметрами засухо- и холодоустойчивости для пшеницы может быть дополнен биоинформационными методами и данными для модельных организмов, полученными в китайской группе — участнице проекта.
Проект посвящен разработке интегративной компьютерной платформы биоинформатики для анализа данных высокопроизводительного секвенирования. Компьютерные подходы, включающие как интеграцию существующих, так и разработку собственных баз данных и компьютерных ресурсов применены к задачам компьютерной геномики растений.
Техническая цель работ – анализ структуры транскриптов в геномах растений, поиск и описание антисенс-транскриптов в цис- и транс-положении к белок кодирующим генам.
Фундаментальная основа исследований по проекту – анализ молекулярных механизмов функционирования генов связанный с перекрыванием транскриптов в кодирующей их геномной ДНК регуляцией экспрессии генов на уровне транскрипции.
Ожидаемые результаты включают разработку и пополнения компьютерной базы данных потенциальных генов и антисенс транскриптов в модельных организмах растений – арабидопсис, рис, пшеница.
Основным источником данных для интеграции являются данные высокопроизводительного геномного секвенирования, выполняемого в организациях – партнерах проекта. Интеграция включает данные технологий секвенирования RNA-seq и Hi-C (для арабидопсиса). С использованием разработанных программ и алгоритмов разрабатывается общая платформа биоинформационного анализа в геномах растений, использующая данные высокопроизводительного секвенирования.
Публикации по проекту:
- Jingjing Wang, Xianwen Meng, Oxana Dobrovolskaya, Yuriy Orlov, Ming Chen (2017) Non-coding RNAs and Their Roles in Stress Response in Plants. Genomics, Proteomics & Bioinformatics (In Press) (Ms. Ref. No.: GPB-D-16-00103)
- Orlov Y.L., Baranova A.V., Salina E.A. (2016) Computational plant bioscience at BGRS\SB-2016: Introductory note // BMC Plant Biol. 2016 Vol 16 Suppl 3: 923. DOI: 10.1186/s12870-016-0923-0.
- Zakhartsev M., Medvedeva I., Orlov Y., Akberdin I., Krebs O., Schulze W.X. (2016) Metabolic model of central carbon and energy metabolisms of growing Arabidopsis thaliana in relation to sucrose translocation // BMC Plant Biology.16:262 DOI: 10.1186/s12870-016-0868-3
- Добровольская О.Б., Красников А.А., Попова К.И., Мартинек П., Ватанабе Н. (2016) Изучение ранних этапов развития колоса со спиральным расположением колосков линий мягкой пшеницы T. aestivum L. нестандартного морфотипаSCR. Вавиловский журнал генетики и селекции
- te Boekhorst R., Naumenko F.M., Orlova N.G., Galieva E.R., Spitsina A.M., Chadaeva I.V., Orlov Y.L., Abnizova I.I. (2016) Публикации по проекту:Computational problems of analysis of short next generation sequencing reads // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016; 20(6):746-755 DOI 10.18699/VJ16.191
Тезисы конференций:
Orlov Y.L. NGS (next generation sequencing) technologies and bioinformatics problems // In: 1st International Conference of Genetics and Its Role in Life Science Development “Application and Future Prospects” April 19-22, 2016. Alexandria, Egypt. Alexandria University Press. P. 28.Mohamed S.E.S., Dobrovolskaya O.B., Babenko V., Salem K., Chen M., Orlov Y. (2016) Comparative analysis of plant genome structure and antisense transcripts // In: Belgrade Bioinformatics Conference 2016. Book of abstracts. Belgrade, Serbia, June 22-24th, 2016 (Nenad Mitic, editor) (ISBN: 978-86-7589-108-6). Thesis. P. 23.
Dobrovolskaya O.B., Martinek P., Orlov Yu.L., Krasnikov A.A., Badaeva E.D., Popova K.I., Salse J., Watanabe N. Genetics and physiology of wheat inflorescence development // In: Proceedings of the Tenth International Conference on Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\Systems Biology (BGRS\SB-2016). Novosibirsk, Russia, August 29 – September 2, 2016. Publishing House SB RAS. Novosibirsk, P. 69.
Kulakova E.V., Spitsina A.M. (2016) GENEL O – PROGRAM FOR STATISTICAL ANALYSIS OF GENE S LOCATION REL ATIVE TO CHR OMOSOME CONT ACT S RE VEALED BY ChIA-PET AND Hi –C // In: Abstracts of the Eighth International Young Scientists School “Systems Bio logy and Bioinformatics” (SBB-2016) 22–25 August, 2016 Novosibirsk, Russia. Institute of Cytology and Genetics SB RAS Press, ISBN 978-5-91291-027-2 P. 42.
Spitsina A.M. EXPGENE – SOFTWARE FOR ANALYSIS AND PROCE SSING OF GENE EXPRE SSION DATA // In: Abstracts of the Eighth International Young Scientists School “Systems Bio logy and Bioinformatics” (SBB-2016) 22–25 August, 2016 Novosibirsk, Russia. Institute of Cytology and Genetics SB RAS Press, ISBN 978-5-91291-027-2 P. 71.
Попова К.И. (2016) Влияние абиотического стресса на морфологические характеристики и элементы продуктивности колоса у линий пшеницы с нестандартным морфотипом. Материалы XXI Международной экологической студенческой конференции 2016. Новосибирск 2016, 28-30 октября
Добровольская О.Б., Попова К.И., Красников А.А., Корзун В., Войлоков А.В. (2016)Изучение форм ржи с измененным и стандартным строением колоса с применением методов молекулярной генетики и микроскопии. В сборнике: Биоразнообразие: глобальные и региональные процессы материалы Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием. Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН. 2016. С. 22-23.