Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Recon 2 – новая версия интерактивной карты метаболизма человека

На основании результатов, ранее полученных исследователями университета Калифорнии в Сан-Диего, международный консорциум университетских ученых составил наиболее подробную на сегодняшний день виртуальную реконструкцию метаболизма человека. Эту модель, получившую название Recon 2, можно использовать для идентификации причин и разработки новых методов лечения таких заболеваний, как рак, диабет и даже психиатрические и нейродегенеративные болезни.

Метаболизм, или обмен веществ, каждого человека, заключающийся в конвертации поступающих с пищей продуктов в энергию и ткани, определяется генетическими факторами, воздействием внешней среды и качеством питания. На протяжении длительного времени врачи признавали исключительную важность нарушений метаболизма в развитии заболеваний. А данные, в последние годы получаемые исследователями, в том числе работающими над так называемым «Проектом человеческого генома» и в области системной биологии, все больше подкрепляют это убеждение.

Разработчики сравнивают Recon 2 с картами, создаваемыми Google, так как они позволяют объединять множество мелких деталей в единую интерактивную карту. Например, специалисты, изучающие роль метаболизма в формировании условий, благоприятных для опухолевого роста, могут «приблизить» определенный фрагмент карты для получения детализированных изображений отдельных метаболических реакций, или отдалить его для того, чтобы разобраться во взаимосвязях между разными сигнальными механизмами и фрагментами метаболизма.

Исследователи уже продемонстрировали практичность и функциональность подобных многоуровневых моделей метаболизма простых организмов, таких как дрожжи и кишечная палочка (E.coli). Эти модели позволили создать штаммы микроорганизмов, способные синтезировать большие количества различных соединений, таких как этанол, а также прогнозировать развитие у бактерий устойчивости к лекарственным препаратам.

Одним из наиболее перспективных направлений применения Recon 2 является определение уровней экспрессии тех или иных генов, а также метаболических путей, в которые вовлечены их белковые продукты, для последующей разработки методов прицельной доставки лекарств. В настоящее время уже существуют крупные базы данных, содержащие информацию об экспрессии генов в человеческих клетках, подвергшихся воздействию активных ингредиентов применяющихся в клинической практике и экспериментальных препаратов. Recon 2 позволяет специалистам использовать эти имеющиеся в наличии данные для того, чтобы выяснить, каким образом определенные препараты могут повлиять на те или иные метаболические механизмы, например, благоприятствующие росту злокачественных опухолей. Они получают возможность проводить виртуальные эксперименты, демонстрирующие способность препаратов восстанавливать метаболические нарушения, лежащие в основе развития заболеваний.

Recon 1 – прототип Recon 2 – был создан в 2007 году шестью учеными калифорнийского университета, работающими под руководством профессора Бернарда Палссона (Bernhard Palsson). Он включал в себя более чем 3 300 известных метаболических реакций, информация о которых была накоплена на протяжении предшествующих 50 лет. При создании Recon 2 это количество «нанесенных на карту» метаболических реакций увеличилось до более чем 7 400. Recon 2 находится в открытом доступе на сайте Recon x.

По словам возглавившей консорциум Инес Тиле (Ines Thiele), бывшей выпускницы университета Калифорнии, в настоящее время работающей в университете Исландии, Recon 2 уже доказал свою функциональность. С его помощью были успешно определены нарушения метаболизма, на сегодняшний день используемые для диагностики наследственных заболеваний обмена веществ.

Профессор Тиле считает, что этот фундаментальный ресурс, вне всякого сомнения, позволит сделать множество ценных прогнозов, которые ускорят переход результатов научных экспериментов в клиническую практику. По ее словам, конечной целью создания Recon 2 является его использование для персонализации диагностики и лечения. В будущем врачи смогут создавать на его основе индивидуальные схемы метаболизма своих пациентов и подбирать оптимальные для них терапевтические подходы к лечению различных заболеваний, в том числе диабета, рака и нейродегенеративных болезней.

Создатели Recon 2 признают, что впереди еще очень много работы, так как, несмотря на значительное усовершенствование по сравнению с Recon 1, он содержит информацию всего о 1 800 из примерно 20 000 кодирующих белки генов человеческого генома.

Вверху – центральная часть карты, внизу – ее сегодняшний вариант, Recon 2.
Как будет выглядеть полная карта всех метаболических путей человеческого организма, представьте сами.

 

Статья Ines Thiele et al. A community-driven global reconstruction of human metabolism опубликована в журнале Nature Biotechnology.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам UC San Diego:
International consortium builds 'Google Map' of human metabolism.

05.03.2013

Читать статьи по темам:

геном человека гены метаболизм Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Оплодотворение донорской спермой: риск наследственных болезней станет меньше

Недавно созданная компания GenePeeks будет заниматься выявлением наследственных заболеваний с рецессивным типом наследования, которые могут проявляться у детей, зачатых в результате оплодотворения донорской спермой.

читать

На продолжительность жизни влияет число копий генов

Путем сравнения большого количества образцов ДНК детей и людей преклонного возраста исследователи идентифицировали гены, вариация числа копий которых влияет на продолжительность жизни путем повышения или снижения риска развития заболеваний.

читать

Гены замедленного действия

Здоровый человек является носителем примерно 400 генетических вариантов, представляющих собой потенциальную угрозу здоровью, и 2 вариантов, непосредственно ассоциированных с заболеваниями.

читать

Состояние метилома – маркер биологического возраста

Изучение персонального метилома – профиля метилирования ДНК в геноме – позволит не только определять реальный биологический возраст, но и прогнозировать риски развития заболеваний и эффективность методов их лечения.

читать

Проект «1000 геномов»: пятилетний план перевыполнен

По окончании второй фазы проекта «1000 геномов» международная группа исследователей опубликовала результаты анализа полного секвенирования геномов 1092 представителей 14 различных популяций.

читать