Московский семинар по биоинформатике работает с 1993 года, объединяя исследователей из нескольких институтов. На семинаре слушаются доклады по биоинформатике, геномике, структурной биологии, обсуждаются работы постоянных участников семинара, а также заслушиваются истории из смежных областей молекулярной биологии и анализа данных, и общекультурные сообщения на (около) научные темы. Координатор семинара М.С. Гельфанд (gelfand[at]iitp[dot]ru). Сайт семинара (текущие объявления, схема проезда, архив) http://www.rtcb.iitp.ru/msb/Index.htm

Автор текста - М.С. Гельфанд.

Среда, 17 мая 2006, 18.00

Институт молекулярной биологии (Москва, Вавилова, 32), к. 309.

Eric Siggia

Center for Studies in Physics and Biology, Rockefeller University, New York, USA

Fluctuations and the Cell Cycle in Yeast

Microcolonies of budding yeast have been imaged at 3 minute intervals as they expand from one to 50-100 cells. With the aid of several fluorescent markers that define cell cycle events the variability in timing has been measured as a function of ploidy (copies of the genome). The timing of certain events appears to be limited by molecular noise, and the genes responsible were traced by varying gene copy number. By imaging cells deleted for genes governing the transition from G1 to S phase, we have shown that there is a gene module that affects this transition and functions as a unit. The problem of how cells control their size will also be touched upon. These measurements illustrate the richer phenotypes obtained from single cell measurements for mutations that were originally defined at the population level.

Четверг, 1 июня 2006, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

В.С.Фридман

Лаб. экологии и охраны природы, Биологический ф-т МГУ

Расшифровка "языка животных" и определение "значений" сигналов - проблема метода (на примере системы территориальных сигналов большого пёстрого дятла Dendrocopos m.major L)

Безуспешность попыток расшифровки "языка животных" связана с нерешённостью этологами проблемы метода (Резникова, 2005; Панов, 2005). До сих пор не существует объективного, проверяемого и воспроизводимого метода, который позволял бы провести реконструкцию специализированных знаковых системы. Очевидно, соответствующий метод должен обеспечивать "прохождение" последовательных стадий анализа сигнальных систем в процессе коммуникации животных:
А) объективно выделить демонстрации как определённые структуры действий, обладающие специфическим образом, устойчиво воспроизводимом при каждом отдельном акте демонстрирования;
Б) объективно (количественно или полуколичественно) оценить устойчивость этих "значащих структур", определить выделенность каждой из них на фоне континуума несигнальных (недемонстративных) действий, сопровождающих демонстрации во всех взаимодействиях;
В) oпределить тип восприятия демонстраций "компетентным читателем": что воспринимается? - cоответствующий образ сигнала или специфический эффект воздействия демонстраций как ключевых раздражителей;
Г) обладают ли демонстрации определённым "значением", способны ли оба участника взаимодействия, и приёмник, и сам демонстратор адекватно использовать информацию, переданную сигналами, и выигрывать взаимодействия именно за счёт этого даже в условиях, когда собственная мотивация птицы или "давление" стимуляции от партнёра "подсказывают" принципиально иное решение.
Если подобная ситуация появляется в норме во взаимодействиях определённого типа, можно считать доказанным как факт приёма-передачи информации, так и факт функционирования определенных демонстраций как знаков специализированной знаковой системы ("языка"), выступающих специализированными посредниками в данном информационном обмене;
Д) Когда доказано, что определённый ряд демонстраций представляет собой специализированную знаковую систему ("язык"), необходимы методы, позволяющие реконструировать "синтаксис", "семантику" и "прагматику" употребления знаков в соответствующем процессе общения.
На примере анализа системы территориальной коммуникации в осенне-зимних поселениях большого пёстрого дятла (Dendrocopos m.major L: Picidae: Aves) разработана система методов, позволяющих последовательно решать проблемы А-Д и, соответственно, реконструировать специализированную знаковую систему, обслуживающую информационный обмен в агонистических взаимодействиях вида в контексте охраны территории. Доклад посвящён, во-первых, обоснованию метода реконструкции сигнальных систем, установления "знаковости" демонстрации и расшифровки "значений" отдельных сигналов ряда, во-вторых, описанию конкретной расшифровки "языка" территориальной коммуникации D.major.

предварительно, следующий семинар планируется на 8 июня

Четверг, 15 июня 2006, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Елена Набиева

Принстонский Университет (Princeton University)

Анализ сетей белок-белковых взаимодействий разложением на схемы путей (Analyzing protein interaction networks via pathway schemas)

Proteome-scale interaction maps provide us with new opportunities for uncovering cellular organization and protein function. Towards such analysis, we introduce pathway schemas as a means for describing recurring patterns of interactions that can be seen as functional "building blocks" of interaction networks. Pathway schemas are defined by specifying descriptions of proteins and the interactions among then. We introduce a computational method that analyzes protein-protein interaction maps and automatically uncovers pathway schemas that occur more often than expected by chance. We examine five possible topologies consisting of linear and branched substructures and uncover many pathway schemas that are over-represented in the yeast protein-protein interaction network compared to randomized graphs having the same properties. We show that the highest-scoring instantiations of the schemas we uncovered lead to subnetworks whose biological processes are functionally more cohesive than subnetworks with identical to pologies but no constraints on the proteins making them up.

Рабочий язык семинара – русский.

а скажите, на этой лекции не будет видеозапись вестись (как на "Онкоиммунологии" делают)? а то очень интересная тема, но нет возможности посетить в этот день

Это не лекция, а семинар. Никогда не видел, чтобы там велась видеозапись, хотя аудио- вроде иногда кто-то делает (для себя). Возможно, что доступны файлы с презентациями, но это вопрос к докладчику или М.С. Гельфанду (адрес последнего указан выше).

Четверг, 6 июля 2006, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

С.К. Нечаев

LPTMS (Orsay, France) и ИТФ им. Л.Д. Ландау РАН, Россия

О топологических корреляциях в "плотных" тривиальных узлах, или что общего между фрактальной ("crumpled") глобулой и случайными блужданиями в неевклидовых пространствах (On topological correlations in "dense" trivial knots, or what is common between the "crumpled" globule and random walks in non-Euclidean spaces)

В докладе речь пойдет о современных аналитических и численных достижениях в уже устоявшейся науке о статистике узлов (в свое время в статистической физике макромолекул это направление было инициировано работами Франк-Каменецкого, Вологодского, Лукашина и Аншелевича). Основное внимание будет уделено следующему вопрому. Какова типичная сложность квазиузла, который является произвольной "дочерней" частью замкнутого незаузленного "материнского" полимера в глобулярном состоянии? Данный вопрос проанализирован полуаналитически/получисленно на примере модели плотных решеточных узлов и показано, что любая "дочерняя" часть "материнского" узла является слабо заузленной.
Данный вывод может рассматриваться в качестве серьезной аргументации в пользу необычной фрактальной структуры полимерной глобулы, образованной кольцевым незаузленным гомополимером, т.наз. "crumpled globule" предложенной лет 15 назад в совместной работе с Гросбергом и Шахновичем.
Полученные результаты о топологических корреляциях в тривиальных узлах имеют под собой основу, связанную со статистикой замкнутых случайных блужданий (т.наз. "броуновских мостов") в пространстве постоянной отрицательной кривизны (Лобачевского), дискретным аналогом которого является обычное дерево Кэли.
Все необходимые понятия (топологический инвариант, сложность узла, случайное блуждание в пространстве Лобачевского) будут определены в процессе изложения.

Четверг, 31 августа 2006, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Екатерина Панина (Ekaterina Panina)

University of California, Los Angeles

По следам белка-убийцы (On the trail of the murderous protein)

Although multiple in vitro and in vivo phenotypes have been associated with the Bordetella type III secretion system (TTSS), the effector proteins responsible had not been previously identified. We developed a computational screen for TTSS effectors in the genomes of Gram-negative bacteria based on biophysical and functional characteristics of class I chaperones and their frequent co-localization with TTSS effectors. When applied to B. bronchiseptica, this method identified a single candidate locus, btcA-bteA. The function of BtcA and BteA as a chaperone-effector pair was further experimentally validated. We next decided to determine BteA function inside the eukaryotic cells. Recent data on BteA activity and its intracellular localization will be discussed.

Четверг, 14 сентября 2006, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Егор Базыкин (G. Bazykin)

Princeton University

Пулемётные очереди нуклеотидных замен в эволюции ВИЧ: дарвиновский движущий отбор в консервативных аминокислотных сайтах (Bursts of non-synonymous substitutions in HIV-1 evolution reveal instances of positive selection at conservative protein sites)

The fixation of a new allele can be driven by Darwinian positive selection or can be due to random genetic drift. Identifying instances of positive selection is a difficult task, because its impact is routinely masked by the action of negative selection. The nature of the genetic code dictates that positive selection in favor of an amino acid replacement should often cause a burst of two or three nucleotide substitutions at a single codon site because a large fraction of amino acid replacements cannot be achieved after just one nucleotide substitution (Gillespie JH Evolution 38, 1116-1129, 1984). Here, we study pairs of successive non-synonymous substitutions within a codon in the course of evolution of HIV-1 genes. Such pairs are more numerous and more clumped than what is expected if different substitutions were independent and than what is observed for pairs of successive synonymous substitutions. Bursts of non-synonymous substitutions in HIV-1 evolution cannot be explained by mutational biases, and must, therefore, be due to positive selection. Clumping is the strongest at codon sites with low overall rate of non-synonymous evolution, implying that a substantial fraction of replacements of conservative amino acids are driven by positive selection. We identified many conservative sites of HIV-1 proteins that occasionally experience positive selection.

Рабочий язык семинара – русский.

Четверг, 9 ноября 2006, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Мария Самсонова (Maria Samsonova)

Санкт-Петербургский политехнический университет

Системная биология детерминации сегментов

Методами системной биологии исследованы механизмы развития в морфогенетическом поле, контролирующем сегментацию у плодовой мушки дрозофилы. Разработан методы получения количественных данных об экспрессии генов из конфокальных изображений, а также методы удаления экспериментального шума, возникающего при получении и обработке данных. Высокая точность полученных данных позволяет оценить точность формирования паттерна сегментации. Разработана математическая модель, объясняющая динамику экспрессии генов сегментации и позволяющая высказать предположения, нашедшие подтверждение в эксперименте.

= = = = = = = = = = = = =

Понедельник, 13 ноября 2006, 18.30

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Pavel Pevzner

Bioinformatics Program, University of California San Diego, La Jolla, USA.

Whole proteome analysis of post-translational modifications: applications of mass-spectrometry for proteogenomic annotation

While bacterial genome annotations have significantly improved in recent years, techniques for bacterial proteome annotation (including post-translational chemical modifications, signal peptides, proteolytic events, etc.) are still in their infancy. At the same time, the number of sequenced bacterial genomes is rising sharply, far outpacing our ability to validate the predicted genes, let alone annotate bacterial proteomes. In this study, we use tandem mass spectrometry (MS/MS) to annotate the proteome of Shewanella oneidensis MR-1, an important microbe for bioremediation. In particular, we provide the first comprehensive map of post-translational modifications in a bacterial genome, including a large number of chemical modifications, signal peptide cleavages and cleavage of N-terminal methionine residues. We also detect multiple genes that were missed or assigned incorrect start positions by gene prediction programs and suggest corrections to improve the gene annotation. This study demonstrates that compl
ementing every genome sequencing project by an MS/MS project would significantly improve both genome and proteome annotations for a reasonable cost.

Четверг, 7 декабря 2006, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Ольга Калинина (& М.С.Гельфанд, А.А.Миронов, А.Б.Рахманинова, R.Russell)

ФББ МГУ

Компьютерное предсказание детерминант специфичности и их использование для определения функционально важных сайтов в структуре белка

В настоящее время объем расшифрованных белковых последовательностей во много раз превышает экспериментальные возможности по их функциональной аннотации. Поэтому все большую роль начинает играть аннотация in silico - методами биоинформатики. Такая аннотация носит характер предсказания, но может служить важной отправной точкой для дальнейших лабораторных исследований. В настоящей работе представлен новый метод для предсказания функционально важных сайтов белка, SDPsite, основанный на предсказании детерминант специфичности. Используя выравнивание белкового семейства и филогенетическое дерево, алгоритм предсказывает консервативные позиции и детерминанты специфичности, картирует их на структуру белка и ищет области кластеризации предсказанных позиций. Сравнение полученных предсказаний с экспериментальными данными и с опубликованными результатами других методов предсказания функционального сайта показывает, что результаты SDPsite хорошо согласуются с экспериментальными данными и превосходят результаты большинства ранее опубликованных методов. SDPsite свободно доступен через Интернет по адресу http://bioinf.fbb.msu.ru/SDPsite.

предварительно, следующий семинар планируется на 14 декабря

Четверг, 14 декабря 2006, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

С.Г.Георгиева, В.Е.Раменский (S.G.Georgieva, V.E.Ramensky)

Институт молекулярной биологии РАН

Ретрокопия гена вытесняет исходный ген (A retrocopy of a gene can functionally displace the source gene in evolution)

Ген e(y)2 у Drosophila melanogaster кодирует консервативный и повсеместно экспрессирующийся коактиватор РНК-полимеразы II и участвует в регуляции транскрипции большого числа генов. Был обнаружен паралог e(y)2, ген e(y)2b, и в результате анализа структуры этих генов и их ортологов выяснилось, что e(y)2 возник в ходе эволюции дрозофилы в результате ретропозиции e(y)2b. Получающиеся таким образом гены не имеют интронов и регуляторных участков и как правило превращаются в псевдогены, лишь некоторые из них приобретают тканеспецифичные функции. Мы наблюдаем другую ситуацию: ретроген e(y)2 выполняет универсальную функцию и экспрессируется во всех тканях, в то время как исходный ген функционален только в небольшой группе мужских зародышевых клеток.

не первый случай. согласно данным, которые прошлым летом выдавало NCBI, один из генов гликолиза в геноме человека вытеснен полностью - и ведь живем же

Четверг, 1 марта 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Ревекка Марковна Фрумкина (R.M.Frumkina)

Ещё раз о "честном слове дворянина"

Лингвистика считается гуманитарной наукой; в западной терминологии ее относят к social sciences. Тем самым лингвистика оказывается рядом с историей, социологией, культурной антропологией, филологией и философией.
Этот комплекс дисциплин нередко рассматривают как единое целое, о чем говорит множество его самоназваний: в разные времена social sciences именовались "моральными науками", "науками о духе", о культуре, науками о человеке, социальными науками.
Объединяет эти науки их предмет, хотя и формулируемый несколько расплывчато: прежде всего это науки о человеке как социальном существе и о его опыте социального. Как и комплексы прочих наук, социальные науки периодически переживают периоды активной ревизии своих построений, то есть подвергаются процедурам, которые в кантианской традиции назывались критикой, или анализом оснований.
Критика оснований становится особо актуальной в периоды смены парадигм - не обязательно в узкой области знаний, но непременно в области, важной для культуры в целом. В гуманитарных науках "сотрясение основ" происходило за последние 100 лет дважды: в те времена, когда появилось противопоставление наук объясняющих и наук понимающих (т.е. в конце 19 века), и в середине прошлого века, когда появилась кибернетика, а вместе с ней попытки "устроить" лингвистику как математику, а психологию - как естественную науку (условно говоря, как "физику"). К третьему "сотрясению основ" надо было бы отнести начавшиеся несколько раньше изменения в исторической науке, связанные ярче всего со школой "Анналов", и новый взгляд на историю науки, ассоциированный с именем Томаса Куна и понятием "парадигмы".
Такое упрощение осмысленно скорее в дидактических целях. Но оно позволяет поставить некоторые проблемы более заостренно. А именно:
Что позволяет нам считать "науки о духе" - науками, а не "свободными искусствами"?
Насколько в пределах отдельных наук о духе / о человеке разработана эпистемология, то есть зафиксированы допустимые способы конструирования предмета исследования и общепринятые методы работы с ним (наблюдение, эксперимент, убеждение, доказательство)?
Насколько отошла в область преданий известная история о "честном слове дворянина"?

Четверг, 17 мая 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

К.Попадьин (Konstantin Popadin)

ИППИ РАН

Деградация митохондриального генома у млекопитающих: Чем крупнее зверь, тем хуже гены (Degradation of the mitochondrial genome in mammals: the larger is the beast, the worse are the genes)

Согласно эффективно-нейтральной теории молекулярной эволюции, случайный генетический дрейф приводит к фиксации слабо-вредных (эффективно-нейтральных) мутаций, и чем ниже эффективная численность популяции, тем сильнее эффект случайного дрейфа и тем большая доля слабо-вредных мутаций фиксируется в ходе эволюции. Мы используем широко известный экологический факт, согласно которому масса тела млекопитающих обратно коррелирует с их популяционной плотностью и численностью. Таким образом, наша гипотеза заключается в том, что у крупных млекопитающих (имеющих более низкую эффективную численность) вероятность фиксации слабо-вредных мутаций выше, чем у мелких млекопитающих (обладающих более высокой эффективной численностью). Для проверки данной гипотезы мы анализируем 110 видов млекопитающих, с известной массой тела взрослого организма и с полностью отсеквенированным митохондриальным геномом. Вероятность фиксации слабо-вредных мутаций мы оцениваем как значения Kn/Ks а так же Kr/Kc на внешних веточках филогенетического д
рева млекопитающих, построенного по 13 митохондриальным протеин-кодирующим генам. Основным результатом работы являются значимые положительные регрессии между массой тела и вероятностью фиксации слабо-вредных мутаций, что подтверждает эффективно-нейтральную теорию. Однако ряд вопросов оста╦тся нереш╦нным:
1. В нашей работе мы анализируем внешние веточки древа, на Kn/Ks и Kr/Kc значения которых влияют не только зафиксированные мутации, но и те, что находятся пока в полиморфном состоянии. Насколько силен эффект полиморфных мутаций и правдивы ли окажутся полученные нами результаты на глубокой филогении?
2. Можно ли по нашим регрессиям аппроксимировать значения эффективной численности млекопитающих?
3. Известно, что крупные млекопитающие быстрее вымирают. Связано ли это с накоплением слабо-вредных мутаций (mutational meltdown)? И, вообще, могут ли слабо-вредные мутации, накопленные в митохондриях, значимо влиять на приспособленность млекопитающих? Какие механизмы в жизни митохондрий могут предотвращать накопление слабо-вредных мутаций?
На семинаре предстоит найти ответы на данные вопросы.

Четверг, 31 мая 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Валентина В. Василевская (Valentina Vasilevskaya)

ИНЭОС РАН

Особенности конформационных состояний амфифильных макромолекул (Specific conformation states of amphiphilic molecules)

Известно, что причиной растворимости белковых глобул является их особая организация, при которой ядро глобулы составляют гидрофобные звенья, а оболочку - гидрофильные. При этом плотность гидрофильной оболочки достаточна, чтобы защитить гидрофобные ядра белков от взаимодействия между собой.
Глобулы обычных синтетических полимеров, как правило, не имеют защитной гидрофильной оболочки и агрегируют в растворе даже при очень низких концентрациях. В серии недавних работ нами было показано, что для того, чтобы глобулы синтетических макромолекул не агрегировали, необходимо, чтобы макромолекула отвечала трем основным требованиям. Во-первых, это должен быть сополимер из гидрофобных Н и гидрофильных P звеньев. Во-вторых, распределение звеньев Н и P в макромолекуле должно отвечать особой так называемой белковоподобной статистике. В-третьих, необходимо, чтобы гидрофильные мономерные звенья содержали как собственно гидрофильные, так и гидрофобные группы, т.е. были амфифильными на уровне отдельного мономерного звена.
Особенностью нести в одном звене одновременно гидрофильные и гидрофобные группы обладают многие синтетические полимеры, а также молекулы белков. Будучи помещенными в непрерывную фазу эмульсии, мономерные звенья амфифильных макромолекул зачастую предпочитают размещаться не в объемах фаз, а на межфазных поверхностях, экспонируя соответствующие части звеньев в фазы с предпочтительными для них взаимодействиями. Такой взгляд на строение мономерных звеньев позволил ввести новую, двумерную классификацию синтетических полимеров и аминокислот.
В докладе будет рассказано об этой классификации, об особенностях конформационного поведения макромолекул с амфифильными звеньями, а также о наших поисках белковоподобной статистики распределения звеньев в реальных белковых макромолекулах.

Четверг, 14 июня 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

В.С.Фридман, С.А.Бурлак (V.S.Fridman and S.A.Burlak)

Биологический ф-т МГУ и Ин-т востоковедения РАН

Происхождение человеческого языка: взгляд этолога и лингвиста (The origin of the human language from the etologist's and the linguist's point of view)

Чтобы получить искомую траекторию эволюционного развития человеческого языка от сигнального поведения животных, следует "опереться" не на факты человеческой же психики, но на предшествующую ей траекторию филогенетического развития сигнальных систем позвоночных, естественным продолжением которой становится глоттогенез.
Эта траектория малоизучена (часто оспаривается сам факт совершенствования организации коммуникативных систем в филогенетическом ряду позвоночных). Её надо выделить в явном виде: описать основные стадии развития сигналов и механизмов коммуникации от рыб до высших млекопитающих, показать факторы направленности эволюции, "приводящие" сигнальную систему и формы социальности животных в состояние, характерное для антропоидов и других высших обезьян, откуда может быть дан старт развитию уже собственно языка.
Тогда накопленный этологами богатейший сравнительный материал по сигналам и механизмам коммуникации разных групп позвоночных будет организован конкретной филогенетической гипотезой, определяющей возможность и необходимость появления человеческого языка, исходя из известных векторов эволюции сигнальности у позвоночных. Затем его можно использовать в качестве отправной точки для исследования уже собственно происхождения языка. Первое делается в докладе В.С.Фридмана, второе - С.А.Бурлак.
В докладе В.С.Фридмана даётся обзор систем сигнализации позвоночных, выделены основные этапы филогенетического развития сигналов и механизмов коммуникации "от рыб до приматов", выделены факторы направленности эволюционного совершенствования сигналов и форм социальности. Будет обоснована раздельность исторического развития "мышления" и "речи" в животном мире и показаны биологические предпосылки соединения первого и второго "в точке старта" глоттогенеза.
В докладе С.А.Бурлак будет показано, что такие свойства человеческого языка, как членораздельная звучащая речь, возможность образовывать слова путем аффиксации, маркирование синтаксических отношений специальными словами или частями слов, наличие иерархических связей в синтаксической структуре предложения, а также богатство лексического запаса человеческих языков, с необходимостью возникают при переходе к звуковой коммуникации и увеличении количества используемых знаков.

Шамиль Сюняев (Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School)

9 июля (понедельник), время обычное (6 вечера):
Low frequency missense variation in humans and perspectives of unbiased discovery of genes underlying human phenotypes by massive re-sequencing

The ability to sequence cost effectively all of the coding regions of a given individual genome is rapidly approaching, with the potential for whole-genome re-sequencing not far behind. Initiatives are currently under way to phenotype hundreds of thousands of individuals for major human traits. The confluence of these powerful trends will soon make sequencing of large numbers of phenotypically characterized human individuals a reality. Very deep re-sequencing has the potential to reveal vast trove of low frequency alleles. While success with highly targeted candidate gene re-sequencing has been reported, the potential for unbiased discovery of new gene-phenotype associations by re-sequencing large numbers of genes in large numbers of individuals has not been considered. Here we test the hypothesis that genes related to specific human phenotypes may be systematically discovered de novo by pan-genic re-sequencing of clinical populations. Using computational simulations we show that genes with meaningful ef
fects on a given human quantitative trait can be identified in an unbiased fashion and with substantial power by re-sequencing all genes in approximately 10,000 individuals selected from the top- and bottom-five percentiles of the trait distribution. The pending ability to implement this discovery paradigm systematically holds the potential to revolutionize discovery of the genetic basis of human disease.

Четверг, 12 июля 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Шамиль Сюняев (Shamil Sunyaev)

Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School (Гарвардская медицинская школа)

Жемчуг в навозной куче: признаки функциональности и отбора в некодирующих участках генома человека (Searching in the junkyard: evidence for function and selection in non-coding regions of the human genome)

Тема заменена!

---

Понедельник, 16 июля 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Дмитрий Васильев (Dmitry G. Vassylyev)

University of Alabama at Birmingham (Университет Алабамы в Бирмингиме)

Структурное изучение промежуточных состояний транскрипции у прокариот (Structural studies of prokaryotic transcription intermediates)

RNA polymerase elongation complex (EC) is both highly stable and processive, rapidly extending RNA chains for thousands of nucleotides. Understanding the mechanisms of elongation and its regulation requires detailed information concerning the structural organization of the EC. The 2.5A resolution structure of the Thermus thermophilus EC revealed the post-translocated intermediate with the DNA template in the active site available for pairing with the substrate and shed significant light on the basic principles of transcription elongation.
We have also determined the 3.0A resolution structures of the EC with a non-hydrolyzable substrate analog, AMPcPP, and with AMPcPP plus the inhibitor streptolydigin. In the EC/AMPcPP structure, the substrate binds to the active ("insertion") site closed through re-folding of the trigger loop (TL) into two ?-helices. In contrast, the EC/AMPcPP/streptolydigin structure reveals an inactive ("pre-insertion") substrate configuration stabilized by streptolydigin-induced displacement of the TL. Our structural and biochemical data suggest that TL re-folding is vital for catalysis and have three major implications. First, despite differences in the details, the two-step, pre-insertion/insertion mechanism of substrate loading may be universal for all RNAPs. Second, freezing of the pre-insertion state is an attractive target for design of novel antibiotics. Finally, the TL emerges as a prominent target whose re-folding can be modulated by regulatory factors.

Что-то у вас каждый день -- четверг...

А можно прийти послушать к вам по четвергам? Надо заранее записываться (у кого?) или как это организовать?
Спасибо.

Вход - свободный. На вахте надо сказать, что на семинар и проследовать на третий этаж.

Вторник, 25 сентября 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Павел Певзнер (Pavel Pevzner)

University of California, San Diego

Сравнительная протеомика: комбинирование масс-спектрометрии и сравнительной геномики для анализа многих геномов (Comparative Proteogenomics: Combining Mass Spectrometry and Comparative Genomics to Analyze Multiple Genomes)

Mass spectrometry recently emerged as a valuable technique for proteogenomic annotations that improve on the state-of-the art in predicting genes and other features in both prokaryotes (Gupta et al., 2007, Genome Research) and eukaryotes (Tanner et al., 2007, Genome Research). However, previous proteogenomic approaches were limited to a single genome and did not take advantage of analyzing mass spectrometry data from multiple genomes at once. We show that such comparative proteogenomics approach (similarly to comparative genomics approaches) allows one to address the problems that remained beyond the reach of the traditional ``single proteome" approach in mass-spectrometry. In particular, we show how comparative proteogenomics addresses the notoriously difficult problem of ``one-hit-wonders" in proteomics and improves on the existing gene prediction tools in genomics.

Дорогие молбиологи!!Кто пойдёт на лекцию по сравнительной протеомике, запишите-зафотографируйте хоть что-нибудь, пожалуйста Очень интересно, но сама ну никак не могу там быть

Докладчик должен был оставить файл с презентацией. Обращайтесь к М.С. Гельфанду по адресу указанному в первом сообщении.

Четверг, 11 октября 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

В.В. Алёшин (Vladimir Aleshin)

НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского
Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Одноклеточные родственники многоклеточных животных (Unicellular relatives of multicellular animals)

В предстоящем сообщении планируется сделать краткий обзор строения, образа жизни и систематического положения одноклеточных эвкариотов родов Ichthyophonus, Amoebidium, Sphaeroforma, Capsaspora и некоторых других. Интерес к этим невзрачным амебоидным или грибоподобным микроорганизмам зародился лет десять назад, после того, как случайно выяснилось, что нуклеотидные последовательности рибосомной РНК некоторых видов, относимых прежде к низшим грибам, примерно в равной степени похожи на последовательности дрожжей и воротничковых жгутиконосцев. Обсуждается, насколько данные об этих существах могут повлиять на представления зоологов об общем разнообразии и эволюции заднежгутиковых, в частности, трансформациях в линии, ведущей к предку многоклеточных.

---

Четверг, 25 октября 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Игорь Жулин (Igor B. Zhulin)

Объединённый институт вычислительных исследований, Университет Теннесси - Окриджская национальная лаборатория (Joint Institute for Computational Sciences, University of Tennessee - Oak Ridge National Laboratory)

Молекулярная эволюция многокомпонентой системы передачи информации у прокариотов (Molecular Evolution of a Complex Signal Transduction System in Prokaryotes)

Molecular machinery that governs bacterial motility (chemotaxis) is one of the best studied signal transduction systems in Nature [1]. Sophisticated behavior of Earth's smallest organisms fascinated naturalists of the last century and modern biochemists, who hoped that the properties of the underlying molecular navigation system would resemble those of higher organisms. However, the latest structural and functional studies revealed no such similarity in the molecular design. Using the wealth of information encoded in hundreds of bacterial genomes we reconstructed the evolutionary history of this system. Here we show that the chemotaxis system is the evolutionary youngest and most sophisticated signal transduction pathway in prokaryotes. It appeared in Bacteria after the separation of the three domains of Life and has been later irradiated into Archaea, but not into Eucarya. It developed from classical bacterial two-component regulatory systems that, in turn, originated from simple one-component systems comprised of a single protein with sensory and regulatory capabilities that were likely present in the Last Universal Common Ancestor [2]. Through a series of domain innovations the chemotaxis system differentiated into several functional classes that evolved to control not only motility, but also other cellular functions. Detailed evolutionary analysis of individual system components allowed us to reveal novel structural and functional insights that have not been identified by previous experimental studies [3].

1. Wadhams GH & Armitage JP (2004) Nat Rev Mol Cell Biol 5:1024-1037
2. Ulrich LE, Koonin EV & Zhulin IB (2005) Trends Microbiol 13: 52-56
3. Alexander RP & Zhulin IB (2007) Proc Natl Acad Sci USA 104: 2885-2890

It appeared in Bacteria after the separation of the three domains of Life and has been later irradiated into Archaea

Как это? Ведь жгутики у архей и эубактерий не гомологичны, хотя физически и похожи.

Имеется ввиду двукомпонентная система (хемотаксис, регуляция транскрипции) передачи сигнала. Автор в своих работах выдвинул гипотезу, что данная система у архей появилась в результате горизонтального переноса от бактерий

Horse-radish, откуда такая осведомлённость? Или просто на основании абстракта?

Не имею доступа к статьям. Каким концом тут пристёгнута регуляция транскрипции? А эволюционный смысл переноса? Перенести-то можно, но при столь разных эффекторах оно же не будет работать. Или система сразу после переноса имела другую функцию, не хемотаксис?

Кстати, перенос генов из органелл в ядро - тоже эволюционно неправдоподобно. Но тут факт налицо. (ну или почти факт - альтернативное объяснение было бы ещё бОльшим чудом.) Странно, что противники дарвинизма за это вроде бы не ухватились.

Прошу прощения за то что не ответил своевременно. Как вы наверное уже поняли из семинара ситуация именно такова. Осведомлен поскольку область интересов смежная.

Если бы я ещё знал с кем имею честь...

Четверг, 29 ноября 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Андрей Алексеевский (Andrey Alexeevsky)

Институт физико-химической биологии им. А.А.Белозерского и факультет биоинженерии и биоинформатики МГУ

Классификация супервторичной структуры доменов типа "бета-сэндвич" (Classification of the supersecondray structure of the beta-sandwich type)

(По работе Y.-S.Сhiang, T.I.Gelfand, A.E.Kister, I.M.Gelfand, New classification of supersecondary structures of sandwich-like proteins uncovers strict patterns of strand assemblage. Proteins, 2007).

Удовлетворительная универсальная классификация укладок белковых доменов в настоящее время не разработана. Об этом свидетельствуют, например, многочисленные расхождения в двух популярных структурных классификациях - SCOP и CATH. Одна из причин этого - в отсутствии воспроизводимых формализованных описаний укладки белка: взаимного расположения в пространстве и вдоль полипептидной цепи элементов вторичной структуры - альфа-спиралей и бета-тяжей. Отработка адекватного языка описания укладки для отдельных классов белков представляет интерес с разных точек зрения.
В работе, по которой будет доклад, предложено формализованной описание укладки доменов типа "бета-сэндвич", основанное на понятии "стрендон". Стрендон - это один тяж или несколько последовательных по цепи бета-тяжей из одного бета-листа таких, что каждая пара соседей образует бета-шпильку. Авторы формулируют правило, по которому топология бета-сэндвича однозначно, с точностью до циклической перестановки стрендонов, определяется а) числом стрендонов; б) числами тяжей в каждом стрендоне. Части а) правила - "правилу супермотивов", - удовлетворяют 95% от 749 доменов - представителей всех аннотированных в БД SCOP как "сэндвич" доменов белков. Полному правилу ("правилу мотивов") удовлетворяет 82% от 749 доменов.

Зачем умножать сущности сверх необходимости?
Какие плюсы у такой классификации, какова её предсказательная сила?

был раз на этом еминаре - ведущий михаил гельфанд слишком много говорит. Ему бы помолчать хоть иногда, дать другим людям поговорить, поспорить. Поэтому семинар становится неинтересен, неинтересно слушать все время одного. Ведущий сильно утомляет...

Интересно, а как можно попасть на этот семинар? Вход свободный? Я аспирант из Института Белка РАН (Пущино), занимаемся сходными вещами (классификация белков на основе структурных деревьев).

Вход свободный (иначе бы здесь не вывешивалась бы информация на всеобщее обозрение). На проходной надо сказать, что идёте на семинар и подняться на третий этаж. А что касается классификации белков, то и я тоже ею занимаюсь: http://bioinform.genetika.ru/members/Naumoff/index.htm

Спасибо большое.

Четверг, 13 декабря 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Алексей Норбертович Некрасов (A.N.Nekrasov)

Институт биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН

Иерархические элементы из белковых последовательностей. Как? и Зачем? (Constructing hierarchical elements in protein sequences: how and what for? )

Рассматривается метод, позволяющий строить иерархически организованные "деревья" на основе нативных белковых последовательностей. Рассматривается взаимосвязь выявляемых "деревьев" с известными структурными элементами. Продемонстрирована возможность объяснения с их помощью механизмов функционирования некоторых белков и особенностей формирования белок-белковых комплексов.

Четверг, 20 декабря 2007, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Сергей Кряжимский (S. Kryazhimskiy)

Princeton University

Исследование ландшафта приспособленности гемагглютинина вируса гриппа типа А (Probing the fitness landscape of influenza A hemagglutinin)

Гемагглютинин вируса гриппа типа А - классический пример белка, эволюционирующего под положительным отбором. Эволюцию гемагглютинина обычно описывают с помощью моделей типа Голдмана-Янга. Поскольку такие модели приписывают одинаковую приспособленность всем аминокислотным заменам в каждом сайте, они значительно недооценивают количество гомоплазийных аминокислотных замен. В данной работе мы обнаруживаем в некоторых сайтах гемагглютинина статистически значимые гомоплазийные замены. Большинство гомоплазий приходится на эпитопные части белка. Кроме того, модели типа Голдмана-Янга значительно переоценивают разницу в стереохимических свойствах аминокислот, заменяющих друг друга в типичном сайте, а также переоценивают количество аминокислот, появлявшихся в типичном сайте гемагглютинина на протяжении 30 лет его эволюции. Наши результаты показывают, что в белках, эволюционирующих в том числе под положительным отбором, в каждом сайте допускаются лишь небольшое количество аминокислот, причём близких по своим стереохимическим свойствам. Для некоторых сайтов удается явно указать такие аминокислоты.

Kryazhimskiy S, Dieckmann U, Levin SA, Dushoff J. (2007) On state-space reduction in multi-strain pathogen models, with an application to antigenic drift in influenza A. PLoS Comput Biol. 3(8):e159.
http://compbiol.plosjournals.org/perlserv/...al.pcbi.0030159

Четверг, 6 марта 2008, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

М.Д. Логачёва (M.Logacheva)

Факультет биоинженерии и биоинформатики МГУ

Хлоропластные геномы высших растений, их структура и филогенетический анализ (Chloroplast genomes of higher plants, their structure and phylogenetic analysis)

Информация о структуре хлоропластных геномов используется во многих областях биологии растений. В докладе будет дан обзор современных данных о строении хлоропластных геномов высших растений, особенностях эволюции отдельных генов и геномов в целом. Особое внимание планируется уделить использованию последовательностей хлоропластных генов для реконструкции филогении растений. Насколько согласуются результаты изучения отдельных генов? Многие исследователи считают, что надёжные результаты можно получить лишь при использовании большого (50-80) числа генов, а другие считают, что достаточно одного-двух генов, а гораздо важнее представить максимальное число видов. Возможно ли найти компромисс между этими двумя мнениями?

Четверг, 20 марта 2008, 18.00
Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

И.Б.Левонтина (I.B.Levontina)
Институт русского языка РАН
Русская графика и орфография: принципы, проблемы, перспективы

Как устроена русская графика? Каковы принципы русской орфографии? Как менялись орфографические правила и стоит ли проводить орфографическую реформу? Нужно ли спасать букву ё? Что происходит с орфографией в Интернете? Действительно ли снижается уровень грамотности и очень ли это плохо?

Пятница, 28 марта 2008, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Марк Бородовский (Mark Borodovsky)

Georgia Tech (Atlanta, Georgia)

Новая программа для распознаваний генов в геномах грибов: итеративная оценка параметров (A new ab initio gene finder for fungi genomes: iterative unsupervised parameter estimation)

We describe a new ab initio algorithm for identification of protein-coding genes in fungi genomes. A prominent feature of this approach is elimination of a pre-determined training set for hidden Markov model (HMM) parameter estimation; instead, we delineate trusted genes in anonymous input sequence in iterative unsupervised fashion similarly to the algorithm implemented earlier in eukaryotic gene finder GeneMark.hmm-ES. In contrast, the new algorithm uses more complex HMM; particularly, the new intron model which architecture is changing upon iterations makes provisions for introns with and without branch point sites. We use both the Viterbi training and the MCMC sequence alignments to estimate parameters of the new intron model. We utilize EST validated test sets built for 16 fungi genomes to show that the new algorithm achieves a high accuracy in single exon and whole gene prediction and is favorably compared to the gene finders employing traditional supervised training. The new method provides means of accurate gene calling for sequencing projects accumulated a large amount of sequence ready for interpretation, while a large enough set of experimentally validated genes for supervised estimation of parameters of conventional gene finders is not available yet. Many out of more than 300 current fungi genome sequencing projects could benefit from using this new method for gene annotation.

Четверг, 3 апреля 2008, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

К.Северинов, А.Казаков (Konstantin Severinov and Alexei Kazakov)

Институт биологии гена РАН и ИППИ РАН, Москва

Низкомолекулярные пост-трансляционно модифицируемые микроцины (Low-molecular-weight post-translationally modified microcins)

Microcins are a class of ribosomally synthesized antibacterial peptides produced by Enterobacteriaceae and active against closely related bacterial species. While some microcins are active as unmodified peptides, others are heavily modified by dedicated maturation enzymes. Low-molecular-weight microcins from the post-translationally modified group target essential molecular machines inside the cells. Available structural and functional data about two such microcins - microcin J and microcin C- will be discussed. While those two low-molecular-weight post-translationally modified microcins are produced by Escherichia coli, inferences based on sequence and structural similarities with peptides encoded or produced by phylogenetically diverse bacteria are made whenever possible to put these compounds into a larger perspective.

Среда, 23 апреля 2008, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

А.Б.Рахманинова (A.B.Rakhmaninova)

ФББ МГУ, Москва

Корреляции между последовательностями факторов транскрипции и сайтов их связывания на ДНК (Co-evolution of transcription factors and their DNA motifs)

Огромное количество последовательностей ДНК-связывающих белков и последовательностей сайтов их связывания на ДНК позволяет искать статистически значимо скоррелированные замены в них. Вопрос в том, что найдем. Написана программа DPCorr, на вход получающая белковое и нуклеотидное выравнивание и правило соответствия между ними. На выходе получаем список статистически значимо скоррелированных пар колонок и для каждой пары - таблицу сопряженности частот аминокислотных остатков и нуклеотидов. Метод протестирован на большом и хорошо изученном семействе LACI-регуляторов. Значимо скоррелированных пар оказалось мало, сопоставление с литературными данными говорит о том, что корреляции имеют физический (биологический) смысл. С другой стороны, характер корреляций позволяет предположить новые паттерны контактов между белком данного семейства и ДНК. Исследованы перепредставленные пары белковых и соответствующих нуклеотидных слов (слово - набор символов в заданных позициях). Пары коротких слов - простейшее распознающее правило. Обнаружены статистически значимые кооперативные эффекты, например, тип нуклеотида в колонке зависит сразу от 2-х колонок белкового выравнивания. Отдельно проверено, что все основные обнаруженные закономерности не являются филогенетическим следом. Применение метода к малоизученному семейству NrtR (в некотором смысле контрпример по отношению к LacI) позволило найти разумного кандидата на роль распознающей спирали.

Среда, 7 мая 2008, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Ф.Е. Хайтович (Philipp Khaitovich)

Max Planck - CAS Partner Institute for Computational Biology (Shanghai, China)

Паттерны экспрессии генов в развитии мозга приматов (Gene expression patterns in primate brain development)

In contrast to other primates, human brain development continues long into postnatal development. During this period, both the brain itself and its cognitive abilities develop in parallel. Here we present the first systematic study of messenger RNA and micro RNA expression changes, as well as changes in mRNA splicing occurring in brain during postnatal development in humans, chimpanzees and rhesus macaques. Our results indicate that the brain transcriptome undergoes immense remodeling during development, as well as in aging.

Пятница, 30 мая 2008, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Кирилл Еськов и Михаил Гельфанд (Kirill Eskov and Mikhail Gelfand)

Институт палеонтологии РАН, ИППИ РАН

Макроэволюция и микроэволюция (Macroevolution and microevolution)

Семинар будет продолжением обсуждения, происходившего в ходе и после организованных полит.ру и посвященных современному состоянию теории эволюции лекций в клубе "Билингва" (К.Еськов, "Палеонтология и макроэволюция": http://www.polit.ru/lectures/2008/04/10/paleontolog.html, М.Гельфанд "Геномы и эволюция": http://www.polit.ru/lectures/2008/04/24/gelfand.html, С.Боринская "Молекулярно-генетическая эволюция человека" http://www.polit.ru/lectures/2008/05/23/geny.html).
Формат семинара предполагает более или менее свободную дискуссию в отсутствие заранее подготовленных сообщений.

Вторник, 3 июня 2008, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Константин Попадьин, Георгий Базыкин (K. Popadin & G. Bazykin)

ИППИ РАН

Нуклеотидные повторы в митохондриальном геноме определяют предрасположенность к появлению соматических вредных мутаций в пострепродуктивном периоде жизни (Nucleotide repeats in the mitochondrial genome determine susceptibility to deleterious somatic mutations in the post-reproductive period)

Прямые совершенные нуклеотидные повторы в митохондриальном геноме являются горячими местами происхождения крупных делеций. Далее, из-за более быстрой репликации, эти митохондриальные геномы с делецией получают внутриклеточное преимущество, что приводит к быстрому увеличению их концентрации внутри клетки. Достигнув некоторой пороговой концентрации, данные мутантные геномы становятся фенотипически заметными и приводят к ряду нейродегенеративных заболеваний и старению в целом. В работе проверяется гипотеза, согласно которой обилие повторов связано с максимальной продолжительностью жизни организмов. Проанализированы все отсеквенированные к данному моменту митохондриальные геномы человека и всех позвоночных животных.

Четверг, 7 августа 2008, 18.00

Институт молекулярной биологии (Вавилова, 32), к. 309.

Владимир Лукашов (V. Lukashov)

Институт вирусологии им. Д.И. Ивановского, Москва и Университет Амстердама, Нидерланды

Эволюция ВИЧ-1: прошлое, настоящее и будущее (Evolution of HIV-1: past, present and futire)

Вирус иммунодефицита человека первого типа, ВИЧ-1, является одним из наиболее опасных и распространённых патогенов человека. Значительная генетическая изменчивость этого вируса представляет значительную проблему при его диагностике и разработке антивирусных препаратов, включая вакцины - но и делает этот вирус интересным объектом эволюционных исследований.
В ходе семинара мы планируем обсудить широкий спектр вопросов, связанных с молекулярной эволюцией ВИЧ-1 на различных уровнях: начиная от закономерностей эволюции ВИЧ-1 внутри хозяина и использования генетических маркеров ВИЧ-1 для изучения глобальной эпидемиологии этого вируса - и заканчивая происхождением ВИЧ-1 и его будущим.

Рабочий язык семинара – русский.