Разработка алгоритмов и программных средств глубокого аннотирования транскриптома клеток человека : отчет о научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе (заключительный) / БГУ ; научные руководители В. В. Гринев, В. В. Скакун

Abstract

Объект исследования: транскриптомы раковых и нормальных клеток человека. Цель работы: создать алгоритмы и программные средства автоматического структурно-функционального аннотирования транскриптомов нормальных и раковых клеток человека. В проекте использован интеллекутальный и биоинформатический анализ данных, а также молекулярно-биологические методы исследований. В рамках реализованного проекта был разработан набор эталонных и экспериментальных транскриптомов раковых и нормальных клеток человека. Для описания транскриптомов был создан список структурных и функциональных признаков полноразмерных молекул РНК человека, а также разработаны алгоритмы и компьютерные программы для расчета таких признаков и проведено их сравнение с уже существующими подходами. Был разработан новый R-пакет ORFhunteR и веб-приложение для определения открытых рамок считывания в больших наборах полноразмерных молекул РНК. Кроме того, был разработан обширный набор новых R-функций, собранных в GitHub репозитории TranscriptomicFeatures, которые расширяют возможности основного программного пакета ORFhunteR при проведении структурно-функционального описания транскриптомов раковых и нормальных клеток человека. Наконец, было показано, что разработанные аналитические подходы позволяют проводить дифференциальную диагностику раковых и нормальных клеток человека, а также разные типы раковых клеток по структурным или функциональным признакам молекул РНК человека. Область применения результатов: биоинформатика, молекулярная биология и генетика, вычислительная транскриптомика, молекулярная онкология и онкогематология. Результаты исследования внедрены в учебный процесс в БГУ; возможно использование полученных результатов в образовательном процессе в других ВУЗах математического, ИТ, биологического и медицинского профилей. Кроме того, результаты работы могут быть использованы в фундаментальных исследованиях, а также в прикладных разработках для совершенствования дифференциальной диагностики и прогнозирования в онкологии. Прогнозные предположения о развитии объекта исследования. Наиболее целесообразным видится использование разработанных алгоритмов и программных средств для сравнительного описания транскриптомов раковых и нормальных клеток человека, а также разных транскриптомов раковых клеток при прогрессии онкологического заболевания либо при поиске и испытаниях новых молекулярных противоопухолевых терапевтиков.