Ученые химфака МГУ: создан уникальный цифровой помощник при поиске лекарств

Химический факультет МГУ создал программное обеспечение для автоматизации проверки качества данных при расшифровке ДНК. Программа предназначена для сложных проектов, таких как SELEX, который направлен на поиск аптамеров — молекул, взаимодействующих с белками. Разработчики подчёркивают, что она не заменяет работу учёного, а только повышает её эффективность.

Нанопоровое секвенирование — это метод, при котором нуклеотидный состав ДНК определяется через белковые или твёрдые поры диаметром несколько нанометров. Под воздействием электрического поля эти поры реагируют на нуклеиновые кислоты, изменяя силу тока, что позволяет определить последовательность нуклеотидов.

Для точного анализа к ДНК часто добавляют искусственные метки, такие как адаптеры и баркоды. Однако их неправильное расположение или недостаточное количество могут исказить результаты, требуя от исследователей высокой точности и значительных усилий.

Принцип работы программы

Для анализа данных был создан онлайн-сервис на платформе Flask с использованием Celery. Программа обрабатывает данные, включающие результаты секвенирования и информацию о метках. С помощью алгоритмов анализа и моделирования распределения последовательностей она определяет местоположение меток и оценивает качество информации. Для поиска известных фрагментов последовательностей используются методы неточного поиска, такие как алгоритм Левенштейна или BLASTn.

Программа следит за расположением меток на разных этапах исследования, что помогает снизить вероятность ошибок и повысить точность анализа. Разработка велась в научно-исследовательском центре МГУ, а идея, валидация и тестирование были выполнены учёными химического факультета.

Вспомогательный ресурс, а не замена

Разработчики отмечают, что программа не заменяет работу учёного, а лишь облегчает её.

«Программа визуализирует распределение искусственных последовательностей и упрощает анализ, что позволяет считать её помощником. Она помогает оценивать качество данных, но ключевым элементом в этом процессе остаётся человек», — говорит доктор химических наук, профессор МГУ Мария Зверева.

Значение для SELEX и создания лекарств

Программа особенно важна для технологии SELEX, используемой для искусственного отбора аптамеров — нуклеиновых кислот, способных связываться с целевыми молекулами.

«SELEX — это технология эволюционного отбора, направленная на поиск аптамеров, которые могут специфически связываться с целевыми молекулами. Наше программное обеспечение помогает эффективно оценивать данные, полученные с помощью нанопорового секвенирования», — поясняет Мария Зверева.

При создании лекарств важно выбрать одну идеальную молекулу из множества возможных. Программа ускоряет этот процесс и контролирует ключевые этапы, снижая риски и повышая эффективность научных исследований.