Биомедицинские исследования, биоинформатика, СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ

Содержание

Слайд 2

XXI век – век молекулярной биологии

- расшифровка и аннотация полных геномов
(человек,

XXI век – век молекулярной биологии - расшифровка и аннотация полных геномов
обезьяны, мышь, рис, бактерии…);
- определение и классификация пространственных
структур белков;
- уточнение механизмов синтеза белков в клетке;
- расшифровка индивидуальных геномов;
- функционирование клетки (клеточный транспорт,
умирание клеток (апоптоз) и др.)
ПРИЛОЖЕНИЯ
- медицина;
- фармакология;
- пищевая промышленность
- …

Слайд 3

Осилтамавир: лекарство против гриппа, в том числе - птичьего гриппа

Осилтамавир

Комплекс белка

Осилтамавир: лекарство против гриппа, в том числе - птичьего гриппа Осилтамавир Комплекс
вируса гриппа (Neuroaminidaza) и
молекулы лекарства.
Лекарство блокирует работу вируса

Слайд 4


Идея: определение бактериальных белков, блокирующих защитный ответ клетки

Цель: поиск белков-мишеней для лекарств

Идея: определение бактериальных белков, блокирующих защитный ответ клетки Цель: поиск белков-мишеней для
против хронических бактериальных внутриклеточных инфекций (хламидии и др.)

Разработка лекарств в
НИИ эпидемиологии и микробиологии им.Н.Ф.Гамалеи

Слайд 5

СУПЕРКОМПЬЮТЕР + БИОМЕДИЦИНА = ДА!

ЗАДАЧИ для СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ:
сложные расчеты;
возможность для распараллеливания:
задачу можно

СУПЕРКОМПЬЮТЕР + БИОМЕДИЦИНА = ДА! ЗАДАЧИ для СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ: сложные расчеты; возможность для
разбить на много относительно независимых подзадач
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ:
Сравнительный анализ геномов (1 геном ~ 1 миллиард«букв» )
Сравнительный анализ пространственных структур белков и их комплексов
ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ (МЕДИЦИНА):
Разработка новых лекарств (проверка миллионов кандидатов)
«Индивидуальная» терапия

Слайд 6

Какие СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ?


МГУ: 1 Тфлопс
Ин-т эпидемиологии им. Гамалеи: 1.5 Тфлопс (2008)
IBM Research

Какие СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ? МГУ: 1 Тфлопс Ин-т эпидемиологии им. Гамалеи: 1.5 Тфлопс (2008)
Center (“Blue Gene”):
300 Тфлопс (до 1000 Тфлопс в будущем)
В основном – для биологии

Слайд 7

ПРИМЕР: Разработка лекарств

Болезнь

Выделить белок, ответственный за болезнь (МИШЕНЬ)

Найти вещество (ЛИГАНД),
связывающее белок-мишень

Доклинические
испытания

Клинические

ПРИМЕР: Разработка лекарств Болезнь Выделить белок, ответственный за болезнь (МИШЕНЬ) Найти вещество
испытания

Готовое лекарство

Слайд 8

ПРИМЕР: Разработка лекарств

Болезнь

Выделить белок, ответственный за болезнь (МИШЕНЬ)

Найти вещество (ЛИГАНД),
связывающее белок-мишень

Доклинические
испытания

Клинические

ПРИМЕР: Разработка лекарств Болезнь Выделить белок, ответственный за болезнь (МИШЕНЬ) Найти вещество
испытания

Готовое лекарство

Слайд 9

Поиск лигандов: СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ

Проверка десятков мишеней
Для каждой мишени – миллионы лигандов-кандидатов
Проверка одного

Поиск лигандов: СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ Проверка десятков мишеней Для каждой мишени – миллионы лигандов-кандидатов
лиганда для одной мишени – трудная вычислительная задача
Отдельные лиганды можно проверять независимо друг от друга

Слайд 10

Поиск лигандов: ПРОБЛЕМЫ

Анализ лиганда: не можем точно определить качество связывания лиганда и

Поиск лигандов: ПРОБЛЕМЫ Анализ лиганда: не можем точно определить качество связывания лиганда
мишени
Выбор мишени: ошибка в выборе делает работу бессмысленной

Не поиск лучшего, а сужение набора кандидатов
Улучшение алгоритмов

Нужны биологи!

Слайд 11

Немного истории

1972 г.
Постановление Президиума АН СССР (Президент АН СССР акад. М.В.Келдыш)

Немного истории 1972 г. Постановление Президиума АН СССР (Президент АН СССР акад.
о создании в Научном центре биологических исследований АН СССР (Пущино) Научно-исследовательского вычислительного центра АН СССР (директор проф. А.М.Молчанов, зам.директора проф. Э.Э.Шноль).
Имя файла: Биомедицинские-исследования,-биоинформатика,-СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ.pptx
Количество просмотров: 156
Количество скачиваний: 0