Ученые могут вычислить будущее вирусов и даже раковых клеток

10 Июл 2015 | Автор: | Комментариев нет »
Вирусы-невидимые убийцы организма

Вирусы-невидимые убийцы организма

Прогнозы о будущей судьбе микроорганизмов до сих пор были чистой спекуляцией. Ученые из Института биологии развития имени Макса Планка в Тюбингене (Германия) совместно с учеными из Кембриджа и Санта-Барбары (США) разработали алгоритм, с помощью которого можно вычислить будущее организмов, вирусов и даже раковых клеток, размножающихся бесполым путем.

Впервые ученые протестировали программу на историческом примере эволюции - вирусе гриппа A / H3N2. Ретроспективно разработанный алгоритм определяет доминантный тип вируса следующих сезонов или хорошо, или очень хорошо. Сочетание этого подхода с другими методиками в недалеком будущем могло бы повысить точность прогнозов еще больше. Этот механизм исследования можно будет применять не только на вирусах гриппа, но и на вирусе иммунодефицита человека, норовирусе и раковых клетках.

Алгоритм имеет в основе простую идею: ветви родового дерева рассказывают о способности к выживанию, так сказать, про биологическую форму (фитнес) организма. Особенно «тренированные» линии наследования имеют больше потомков, а их стволы - больше ответвлений. Сильно разветвленная ветвь представляет линию, которая, вероятно, в будущем будет доминировать.

«Предусмотреть эволюцию - ультимативное испытания нашего понимания развития», - говорит Ричард Неер из Института биологии развития. Такие предсказания необходимы для того, чтобы быстрее создавать вакцину против патогенов гриппа в частности. Метод базируется на двух предположениях: организмы подлежат длительному, целенаправленному отбору, мутации маленькими шагами меняют выживаемость отдельных особей. Алгоритм на входе требует информацию под родовое дерево, которое ученые получают после генетического анализа различных родственных видов.

Достоверность алгоритма доказали на практике. Ученые проанализировали закономерности развития вируса гриппа A / H3N2 в Азии и Северной Америке в период 1995-2013 гг. Из данных о генах мембранных рецепторов гемагглютинина одного года исследователи вывели родовое дерево, из которого потом программа вычислила следующие доминантные виды гриппа - из линий вируса с высокими показателями выживания.

«Наш алгоритм в 30% случаев определял тип вируса, который породил доминирующий тип последующих лет. Для 16 из 19 исследуемых лет программа вывела содержательные прогнозы о типе вируса будущих сезонов. Это доказывает, что состояние вируса гриппа в существенной степени определяют мутации, каждая из которых осуществляет только несущественный эффект, но со временем их накапливается много», - говорит Неер.

Ученые из Тюбингена сравнили результаты изучения эволюции A / H3N2 с прогнозами, которые ученые из Нью-Йорка и Кельна опубликовали весной 2014-го. Они с помощью длинных временных серий генетических данных определяли тип вируса гриппа, который будет доминировать в следующем году, программу специально разработали для гриппа. Выяснилось, что прогнозы ученых Тюбингена являются надежными, хотя основной алгоритм куда проще, а применять его можно на многих микроорганизмах.

Комбинация моделей распространения патогенов могла бы улучшить точность алгоритма. «Наша методика работает без исторических данных и не требует детальных исследований о том, как наследственный материал организма влияет на его состояние. Учитывая это, программа - многофункциональная, ее можно применять и на других вирусах, бактериях и раковых клетках в частности», - говорит Неер.

Следующими на очереди являются вирус иммунодефицита и норовирусы, их эволюцию ученые планируют проследить с помощью алгоритма в ближайшее время.

Метки записи: ,
ЧУЖИЕ НОВОСТИ:
Здесь вы можете написать комментарий

* Обязательные для заполнения поля
Все отзывы проходят модерацию.
О чем пишем

Добро пожаловать в "НеВероятно.RU" мир альтернативных новостей истории и науки. Здесь мы пытаемся вместе понять загадки неизведанного и неизученного мира, как нашего, так и параллельного. Мы пишем новости которые не вошли в основной поток СМИ.

Связаться с нами
Наши контакты

Это надо знать
© Все права на опубликованные материалы принадлежат ресурсу, копирование материалов не возбраняется, но активная ссылка на Neveroytno.RU обязательна.