[identity profile] thundersnatch.livejournal.com
Автор: Wim Degrave, Ph.D.
Лаборатория Института функциональной геномики и биоинформатики Освальдо Круза - Фиокруз
15 декабря 2016

Кратко:
Роль World Community Grid в проекте Uncovering Genome Mysteries закончилась, но работа исследовательской группы продолжается, поскольку они анализируют результаты расчетов и готовятся применить данные к медицине, сельскому хозяйству и другим практическим применениям.

Ныряльщик собирает образцы от seawood у берегов Австралии. Uncovering Genome Mysteries проанализировали белковые последовательности из широкого разнообразия форм жизни во многих средах, таких, как океан.

Вводная информация

Проект Uncovering Genome Mysteries начался на World Community Grid в ноябре 2014 года с целью анализа белковых последовательностей, чтобы помочь понять как организмы функционируют и взаимодействуют друг с другом и окружающей средой. Проект начался со 120-ти миллионов предсказанных белковых последовательностей из примерно 150,000 организмов. Эти белковые последовательности и организмы представляют собой разнообразие известных или неописанных форм жизни в нашей биосфере. Они пришли из организмов в пробах, взятых из различных сред, в том числе воды и почвы, а также снаружи и изнутри растений и животных. Дополнительно были добавлены 70 миллионов последовательностей, полученных из анализа предполагаемой генетической информации от микробных морских экосистем из Австралии с целью добавить к идентификации возможных функциональных возможностей этих последовательностей. В июле 2015 года мы добавили еще 20 миллионов новых предсказанных последовательностей белков.

Благодаря полным энтузиазма вкладам более чем 76000 добровольцев World Community Grid все эти белковые последовательности были проанализированы приблизительно за 24 месяца.

Uncovering Genome Mysteries был сложным и амбициозным проектом. Анализируя все предсказанные ферменты и другие белки, кодируемые в генетической информации, известной до сих пор из всех организмов и форм жизни от нашей биосферы является большой задачей. В связи с развитием новых технологий секвенирования для быстрого и дешевого определения генетического кода, дополнительная базовая информация становится доступной все возрастающими темпами, что делает более трудным выполнение такого полного сравнительного анализа в будущем.

Наша сложная задача выполнения приблизительно 100 квадриллионов сравнений в настоящее время завершена. Получены данные, объемом более 30 терабайт сжатой информации (более 150 терабайт несжатых), хотя каждое сравнение приводило лишь к одной строке чисел только для последовательностей белка с очень высокой вероятностью сходства.

Результаты на сегодняшний день и планы на будущее

И что дальше? Исследовательская группа Fiocruz провела в прошлый год разрабатывая и тестируя новые алгоритмы для преобразования вывода из сравнения с расчетами расстояния между геномами включенных организмов. В научной литературе приводятся много различных способов сделать это, в зависимости от целей анализа и мнений по эволюционной биологии.

Результаты Uncovering Genome Mysteries можно суммировать следующим образом:

1. Более полная и точная информация теперь доступна о структуре и функциях белков, кодируемых живыми организмами в нашей биосфере. Другие белки изучаются, с ними экспериментируют с каждым днем ​​в тысячах лабораторий по всему миру, и используя результаты сравнения, выполненных в рамках проекта, функциональные параллели могут быть проведены для белков, которые показывают структурное сходство между организмами. Это особенно ценно, когда предсказанные фрагменты белка сравнивают с неохарактеризованными организмами, например в окружающей среде и экологии исследований, таких, как возникший из лаборатории соисследователя д-ра Торстена Томаса и его команды из центра по морской биоинновации и школьной биологии, Земли и наук об окружающей среде при университете Нового Южного Уэльса, Сидней, Австралия. Полученная база данных с этими функциональными аннотациями будет обнародована в следующей версии нашей базы сравнения белка, ProteinWorldDB, в ближайшие месяцы.

2. Обнаруженные с помощью сравнения новые функции белка могут иметь медицинские, сельскохозяйственные, технологические или промышленные применения. Они могут быть как новыми биофармацевтическими, биоинсектицидами, биодеградацией отходов или ферментами для производства химических веществ, но особенно, когда часть новых биохимических способов в клетках, которые помогают лабораториям по разработке новой зеленой химии или производству энергии или биосинтезу и трансформации новых препаратов. Это также добавляет к растущим знаниям биотехнологии и синтетической биологии.

3. Группа в Фиокруз разработала новые способы для сравнения геномов разных организмов. Традиционно такие исследования рассматривают то, что сохраняется между геномами в результате вычисления расстояний, которые используются для филогенетических исследований и оценки эволюционных взаимоотношений между организмами. Тем не менее, мы считаем, что это только часть картины и команда ФОК разработала новый алгоритм, который также принимает во внимание различия. Это было связано с новым методом визуализации для таких сравнений, что приводит к значительно более быстрому способу добавления новых данных к изображению. Мы надеемся, что этот метод позволит нам отслеживать данные новых организмов, которые становятся доступными, добавляя результаты к растущей базе данных ProteinWorld DB.

Спасибо всем волонтерам World Community Grid, которые поддержали этот проект и мы планируем поддерживать связь, как у нас есть дальнейшие новости о наших текущих исследованиях.

новость на англ.
[identity profile] thundersnatch.livejournal.com
Автор: Wim Degrave, Ph.D.
Laboratório de Genômica Funcional e Bioinformática Instituto Oswaldo Cruz - Fiocruz
12 апреля 2016

Кратко:
Uncovering Genome Mysteries (раскрытие тайн генома) анализирует белковые последовательности из Зика и связанных вирусов для того, чтобы помочь ученым лучше понять их. Д-р Wim Degrave, который глубоко вовлечен в ответ Бразилии на кризис Зика, объяснил нам как эти анализы вписываются в более широкую работу Uncovering Genome Mysteries и как проект может помочь ученым разработать новые методы диагностики и лечения вируса Зика и подобных заболеваний.

В этом видео 2014 года, д-р Вим Degrave дает обзор проекта Uncovering Genome Mysteries.

освещение проблемы

Uncovering Genome Mysteries исследует около двухсот миллионов белковых последовательностей из широкого разнообразия форм жизни, чтобы лучше понять как их природные способности могут помочь в решении медицинских и экологических проблем. Эта огромная группа белков включает последовательности из геномов арбовирусов, которые являются вирусами, переносимыми насекомыми, такими как клещи и комары, а также белки от самих комаров. Арбовирусы включают в себя некоторые из самых разрушительных заболеваний в мире, такие как вирус Западного Нила и лихорадки денге и многие из них представляют увеличивают угрозу здоровью людей по всему земному шару.

Вирус Зика является арбовирусом, или переносимым комарами заболеванием, которое было объявлено глобальной угрозой здоровью Всемирной организацией здравоохранения в связи с недавним распространением вируса. Считается, что он похож на денге, желтую лихорадку, японский энцефалит и вирус Западного Нила. (Эти заболевания являются частью подгруппы вирусов, известных как флавивирусы.) Существует почти определенная связь между вирусом Зика у беременных женщин и микроцефалией и несколькими врожденными неврологическими синдромами у новорожденных. Существует, вероятно, связь между Зика и неврологическими условиями в инфицированных взрослых, таких как синдром Гийена - Барре. Но в этот момент, мало что известно о Зика или о его молекулярной структуре.

Анализ связанных с Зика геномов

Uncovering Genome Mysteries анализирует геномы как самого вируса Зика так и геномы комаров, распространяющих болезнь. Поддерживая наш проект, вы можете помочь ученым лучше понять молекулярную структуру вируса, которая необходима, чтобы разработать препарат для его лечения.

Когда мы запустили Uncovering Genome Mysteries 18 месяцев назад, вирус Зика был неизвестен большей части земного шара. Тем не менее, в рамках нашего исследования арбовирусов, мы уже включили геном вируса Зика в наше исследование и в ответ на недавние срочные потребности здравоохранения мы добавили дополнительные рабочие юниты, включающие также Зика и связанные с ними вирусные геномы, большинство из которых стали доступны в течение последних нескольких месяцев. Кроме того, небольшой набор рабочих юнитов, содержащих белковые последовательности для комаров, распространяющих Зика и связанные с ними заболевания были добавлены ​​к проекту Uncovering Genome Mysteries. В частности, мы хотим изучить природные разновидности москитов, чтобы узнать больше об их функциональной активности в передаче различных вирусов человеку и как они адаптируются к различным средам или развивать устойчивость к инсектицидам и найти слабые места, которые могут привести к новым способам контролировать распространение москитов в городских и сельских районах. Мы надеемся, что дополнительные рабочие юниты могут помочь в поиске новых биоинсектицидов для борьбы с насекомыми, которые предоставляют убежище и распространяют эти заболевания.

другая работа над Зика

Бразилия определила первые случаи Зика в 2015 году и власти быстро охарактеризовали болезнь как эпидемию. Наша исследовательская группа здесь в Fiocruz участвует в ряде научно-исследовательских работ Zika, как часть ответа Бразилии на этот кризис. Например, это очень важно для ученых, чтобы понять различия между штаммами Зика, появившихся в различных частях земного шара, так как это может повлиять на модели передачи распространения вируса и его влияния на людей. Анализ данных нашего World Community Grid может помочь пролить свет на эти различия; в настоящее время существует 38 полных последовательностей Зика вариантов в наборах данных World Community Grid и мы ожидаем, что еще больше будет добавлено в ближайшие месяцы. Понимая геномы, которые являются строительными блоками нашего мира и его обитателей, мы можем найти более эффективные способы диагностики, лечения, и в конечном итоге предотвратить вирусы, такие как Зика.

Мы благодарим всех добровольцев World Community Grid для их участия в этом проекте и будет продолжать предоставлять обновления по мере поступления дополнительной информации.

(Примечание редактора: World Community Grid активно ищет ученых, которые проводят исследования на вирус Зика и может использовать наши вычислительные возможности Пожалуйста, смотрите эту недавнюю статью для получения дополнительной информации.).

новость на английском
[identity profile] thundersnatch.livejournal.com
Автор: Вим Degrave, к.т.н.
Laboratório de Genômica Funcional e Bioinformática Instituto Oswaldo Cruz - Fiocruz
14 октября 2015

Резюме
Проект "Раскрытие загадок генома" уже собрал данные о более чем 200 млн белков, с целью понимания общих особенностей жизни всюду на земле. Есть десятки миллионы вычислений для запуска, но команда также готовится к анализу и последующей публикации данных.

В течение почти года теперь, раскрывая тайны генома сравнивал белковые последовательности, полученные из геномов почти всех живых организмов анализируемых на сегодняшний день. Благодаря волонтерам, жертвующим компьютерное время для World Community Grid, более 34 миллионов результатов были возвращены с данными о функциональной идентификации и белковых сходствах. Вместе с нашими сотрудниками в Австралии, мы уделили особое внимание микроорганизмам из различных экосистем, с особым акцентом на морские организмы. Более 200 миллионов белков были сравнены до сих пор, в процессе эквивалента 15000 лет вычислений. Полученные данные отправляются на наши серверы компьютер в ФОК Фонд в Рио-де-Жанейро, Бразилия, а теперь и в Университете Нового Южного Уэльса, Сидней, Австралия. И последний комплект, около 20 млн белковых последовательностей, установленный в течение последнего года, в настоящее время добавляется в набор данных и будет работать на World Community Grid в ближайшие месяцы.

Тем не менее, задача функционального отображения и сравнения между белками из всех этих организмов не заканчивается. Наша команда ученых, в то же время, инвестирует больше усилий для оптимизации алгоритмов для дальнейшего анализа и представления данных, полученных с помощью добровольцев World Community Grid, и готовит систему баз данных, которая сделает результаты доступными для научного сообщества. После того, как наши данные станут общественными, мы ожидаем, что понимание научного сообщества из сложной сети жизни получит полностью новую перспективу и что результаты будут также способствовать развитию многих новых приложений в области здравоохранения, сельского хозяйства и наук о жизни в целом.

Этот проект является результатом сотрудничества между World Community Grid, в лаборатории д-ра Торстена Томаса и его команды из школы биотехнологии и биомолекулярных наук и центра морских био-инноваций в университете Нового Южного Уэльса, Сидней, Австралия, и нашей команде в лаборатории функциональной геномики и биоинформатики, на Освальдо Круз фонда - ФОК, в Бразилии."

Оригинал (англ.)

Profile

Volunteer Computing ( добровольные вычисления )

August 2017

S M T W T F S
  1 2345
6789101112
1314151617 1819
202122 23242526
2728293031  

Syndicate

RSS Atom

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Sep. 20th, 2017 05:43 am
Powered by Dreamwidth Studios