65-я Всероссийская научная конференция МФТИ

65-я Всероссийская научная конференция МФТИ

Список разделов ФБМФ - Секция биоинформатики и цифровой медицины

Основные научные направления секции: биоинформатика и анализ больших данных для применения в биомедицине и здравоохранении.

Формат проведения: онлайн

Рабочий язык: русский, возможно представление доклада на английском языке

Дата проведения: 03 апреля 2023г. в 10:00 часов

  • Базовые требования к автоматизированному рабочему месту врача-нутрициолога

    Изложены базовые требования к автоматизированному рабочему месту врача-нутрициолога, определенные по результатам структурного системного анализа предметной области, в ключая специфику обеспечения конфиденциальности информации.

  • Machine learning for the investigation of FTIR spectra of blood samples

    In this work protocol for the registration of FTIR spectra of human plasma was developed, as well as a novel method for the estimation of biochemical parameters of human blood based on FTIR spectra was designed.

  • Молекулярно-генетический мониторинг вирусных возбудителей инфекционных заболеваний с использованием платформы VGARus

    Описывается база вирусных геномов VGARus, позволяющая проводить централизованный сбор и анализ геномов SARS-CoV-2 в России

  • Chromatin accessibility and regulatory epigenome at single cell resolution

    The main aim of it is to analyze single cell data from healthy people with different ethnical backgrounds to create an atlas of the normal immune system, find the link between specific ethnical polymorphisms with expression of genes in a specific cell type which we can determine by scATAC-seq.

    In this project, we developed a pipeline for comparison of single-cell ATAC-seq methods which includes preprocessing, imputation and downstream analysis steps.

  • АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ ПРОЧТЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ

    Анализ и идентификация вариантов, связанных с определенным признаком или популяцией, являются неотъемлемой частью исследований генетической изменчивости человека. В данной работе разрабатывался инструмент наподобие GATK, который принимает на входе .fastq и .fa файл, а на выходе .vcf файл с отфильтрованными вариантами.   

  • Исследование пространственной организации префронтальной коры млекопитающих на основе данных пространственной транскриптомики

    В данной работе представлены результаты исследования пространственной организации префронтальной коры новорожденных людей (5 образцов), шимпанзе (4 образца) и макакки (4 образца)  на основе данных пространственной транскриптомики, полученых при помощи 10x Genomics Visium. В результате были выделены слоеспецифичные маркерные гены, определен клеточный состав ламинарых слоёв профронтальной коры, а так же исследованы межвидовые различия организации ламинарных слоёв

  • Компьютерное моделирование взаимодействия белков-мишеней с катионными пептидами, индуцирующими апоптоз опухолевых клеток

    Катионные пептиды (КП) - это перспективные противоопухолевые агенты широкого спектра действия. Их молекулярные мишени белки-шапероны нуклеолин (NCL) и нуклеофозмин (NPM) гиперэкспрессированы в опухолевых клетках. В данной работе предложены стратегии для анализа связывания пептидов с белками-мишенями с помощью молекулярного докинга. Полученные данные подтверждают гипотезу об избирательной цитотоксичности КП по отношению к опухолевым клеткам.

  • Изучение меж- и внутрисубтипной рекомбинации в гене геммагглютинина субтипов вируса гриппа H1, H2, H5

    Рекомбинация является широко распространенным явлением у вирусов и может оказать большое влияние на их эволюцию. Вирус гриппа А является одним из патогенов, угрожающих здоровью человека, поэтому изучение частот рекомбинаций его генов имеет большое значение для предсказания распространения вирусных вспышек и разработки вакцин. В данной работе была изучена возможность рекомбинаций внутри гена HA для субтипов вируса гриппа H1, H2, H5.

  • Изучение систем рестрикции-модификации с эндонуклеазой рестрикции семейства AlwI

    В данной работе изучается эволюция белков систем рестрикции-модификации II типа с эндонуклеазой рестрикции (ЭР) семейства AlwI путем классификации систем по набору каталитических доменов ЭР и метилтрансфераз (МТ). Для ЭР был разработан HMM профиль на основании каталитического домена белка с известной структурой. Среди белков базы данных REBASE с помощью этого профиля и профилей из Pfam и Supfam было выделено 23 класса систем. Для наиболее распространенных классов изучена эволюция ЭР и МТ.

  • Система аннотирования абстрактов онкологических медицинских конференций с распознаванием типов сущностей и семантической категоризацией.

    Система Abstract Annotations создается для аннотирования абстрактов медицинских онкологических публикаций с поддержкой предварительной разметки сущностей и классификации по типам при помощи методов машинного обучения. Система создается для извлечения информации о наличии групп пациентов с определенными заболеваниями и результатов клинических испытаний препаратов из текстов абстрактов конференций ведущих мировых научных медицинских организаций в области онкологии (AACR, ASCO, ESMO, ASH, SABCS).

  • Построение шкал генетического риска для фенотипов липидного профиля среди представителей российской популяции

    Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смертности на территории Российской Федерации. Атеросклероз и связанные с ним количественные фенотипы липидного профиля -- ЛПНП, ЛПВП, ТГ и ОХ -- приводят к геморрагическому инсульту, ишемической болезни сердца, инфаркту и сердечной недостаточности. Целью данной работы был поиск вариантов, ассоциированных в российской популяции с фенотипами липидного профиля, и построение на их основе шкал генетического риска.

  • Филогенетический анализ эндогенных ретровирусов человека семейств HERV-K HML-3 и HML-5

    Целью данной работы было изучить разнообразие представителей ретровирусов семейства HERV-K HML-3 и HML-5 в геноме человека. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: Получить последовательности эндогенных ретровирусов подсемейств HERV-K HML-3 и HML-5 в геноме человека. Оценить сохранность генов pol, gag и env в обнаруженных эндогенных ретровирусов. Попытаться кластеризовать последовательности по степени их схожести.

  • Перепрофилирование лекарственных средств при помощи графовых нейронных сетей

    В работе рассматривается метод предсказания наличия взаимодействия между лекарствами и мишенями при помощи графовых нейронных сетей. Также описывается процесс сбор датасета для решения той задачи на основе ранее собранных датасетов.

  • Метагеномная сигнатура генов лекарственной устойчивости у пациентов с депрессией

    Целью исследования является анализ распределения генов лекартсвенной устойчиовсти в микробиоте(МК) пациентов с депрессией и здоровых людей, изучение общей характеристики резистома МК взрослого человека из московского региона. Приобретение лекарственной устойчивости патогенами приводит к потере эффективности существующих препаратов и является серьезной проблемой современной медицины. Результаты были получены на основе функционального метагеномного анализа.

  • Комплексный анализ данных транскриптома и секретома для изучения механизмов изменения фенотипа мезенхимальных стромальных клеток под воздействием опухоли

    В данной работе исследуются изменения транскриптома мезенхимальных стромальных клеток (МСК) под воздействием опухолевых клеток у пациентов с диффузной B-клеточной крупноклеточной лимфомой. Было показано, что МСК приобретают провоспалительный фенотип и могут сохранять его даже после элиминации опухоли. Были выделены лиганды, секретируемые опухолевой клетой, и активируемые ими транскрипционные факторы, которые запускают петлю обратной связи, поддерживая провоспалительный фенотип.


  • Поиск ингибиторов циклин-зависимой киназы 1, 2 и тирозинкиназы Брутона in silico скринингом с проверкой HTS на базе библиотеки молекул ГК «Химрар»

    Поиск ингибитиров трех клинически значимых киназ in silico методами при помощи бесплатных open-source программ с последующей проверкой методами HTS на базе библиотеки молекул ГК "Химрар". 

  • Исследование происхождения эволюционно молодых сайтов сплайсинга

    Исследование эволюции последовательностей бывших интронных областей, которые в ходе мутаций или активации стали новыми экзонами. Проверка на зависимость эволюции донорных сайтов сплайсинга с эволюцией акцепторных сайтов сплайсинга

  • Автоматизированный анализ морфологических особенностей развития трёхмерных клеточных структур для применений персонализированной медицины

    In the case of in vitro studies, screening for cellular morphometry can be an important addition, allowing for a better understanding of conditions. The drawback of this is the need to handle large amounts of data. Highly automated research methods are needed for such enterprises, and among them, the evaluation of the migration activity of three-dimensional cellular structures plays a main role. The project describes in greater detail how this takes place.

  • Анализ индивидуальных транскриптомов рака печени

    Найдены онкомаркеры гепатоцеллюлярной карциномы, способствующие выживанию клеток опухоли в организме. С помощью кластеризации данных RNA-seq показано, что образцы опухоли образуют два подтипа. Выбраны гены, показывающие дифференциальную экспрессию, как по отношению к клеточным линиям HepG2, Hep3B, HUH7, так и по отношению к образцам нормальной печени у соответствующих пациентов. В результате получено 5 онкомаркеров, характеризующих выживаемость клеток в опухолевой среде.

  • Функциональная аннотация генома сахарной свёклы методами сравнительной геномики

    В работе была проведена функциональная аннотация двух разных сборок референсного генома Beta vulgaris методами сравнительной геномики на основе более полно аннотированных родственников свёклы — Chenopodium quinoa, Spinacia olearacea, а также Arabidopsis thaliana.

  • Конкатенация сегментированных вирусных геномов для анализа реассортации и рекомбинации.

    Предложен новый подход автоматизированного поиска событий реассортаций и рекомбинаций для вирусов с сегментированным геномом.

  • Разработка модели для предсказания температуры денатурации белков методами машинного обучения.

    Разработка модели для предсказания температуры денатурации белков методами глубокого обучения. В предложенной работе  исследуется метод глубокого обучения для извлечения физико-химических  признаков из последовательностей  белков как способ построить более точную предсказательную модель. 

  • Пангеном Salmonella enterica - ключ к идентификации молекулярных детерминант патогенности и специфичности выбора организма-хозяина

    Salmonella enterica — патогенная бактерия, вызывающая кишечные инфекции как у людей, так и у животных. Тем не менее, несмотря на несмотря на обширные исследования патогенеза этого микроорганизма, механизмы, лежащие в основе выбора определённого хозяина, остаются практически неизученными. С этой целью нами было проведено полнофеномное исследование пангенома S. enterica для выявления потенциальных факторов специфичности.

  • Специализированная программа V-TRACE для типирования линий SARS-CoV-2 по нуклеотидной последовательности гена S-белка

    Описывается программа V-TRACE, с помощью которой можно типировать линии SARS-CoV-2 по нуклеотидной последовательности гена  спайкового белка.

  • Сравнительный анализ A-to-I редактирования РНК в тканях человека

    Объектом данного исследования является ген ADAR1. Цель работы
    заключается в поиске потенциальных регуляторов его активности путем
    построения регрессионной модели, связывающей меру активности с
    экспрессиями других генов. В результате исследования была подтверждена
    неслучайность Alu-повторов в качестве субстратов ADAR1, а также была
    сконструирована и интерпретирована линейная модель для предсказания
    индекса редактирования Alu-повторов (AEI).

  • Функциональный протеомный анализ бактерий и микробиомов методом ультрабыстрой хроматомасс-спектрометрии

    В данной работе была предложена адаптация метода DirectMS1 к исследованию бактерий и бактериальных сообществ. Был разработан алгоритм анализа масс-спектрометрических данных, отвечающих как единичным бактериям, так и смесям различных штаммов. Алгоритм позволяет определить видовой состав образца, произвести сравнение образцов между собой и проанализировать изменения активности метаболических путей между ними. Аппробация алгоритма проводилась на данных литературы и новых экспериментальных данных.

  • Использование машинного обучения для характеристики микробиоты пациентов с депрессивным расстройством

    В этой работе рассмотрены подходы машинного обучения к поиску ассоциации депрессивных расстройств и микробиоты.

  • Изучение предиктивных биомаркеров терапии таксанами

    Работа посвящена изучению биомаркеров ответа на терапию таксанами. Рассмотрены экспрессионные маркеры, сопряженные с патологическим полным ответом на эту терапию. Был проведен поиск наборов клинических данных в базе Gene Expression Omnibus (GEO) по определенному набору критериев включения. После предобработки данных был проведен анализ дифференциальной экспрессии и анализ активации сигнальных путей. Для рака молочной железы получено значимое пересечение диф. экспрессированных генов. 

  • Исследование предсказательной силы молекулярных путей для различия локализации злокачественных опухолей и связи с выживаемостью.

    Индивидуальная экспрессия генов и профили активации молекулярных путей являются эффективными диагностическими и прогностическими биомаркерами при многих видах рака. В работе было обнаружено, что процент биомаркеров выше среди молекулярных путей, как геноцентрических, так и классических, чем среди отдельных генов.

  • Линейные фосфорилированные пептиды - новый класс специализированных метаболитов бактерий
    Данная работа посвящена исследованию ранее неизвестных рибосомально синтезируемых и посттрансляционно модифицированных пептидов - линейных фосфорилированных пептидов. 
  • Сравнительный транскриптомный анализ опухоль-инфильтрирующих B лимфоцитов памяти, экспрессирующих иммуноглобулины A и G1

    В данной работе мы проанализировали тотальные транскриптомы опухоль-инфильтрирующих B-лимфоцитов памяти, продуцирующих IgA и IgG1 из образцов опухолевой ткани, полученных от 8 пациентов с LUAD и 11 пациентов из KIRC, и для верификации полученных наблюдений проанализировали публичный датасет секвенирования одиночных клеток.


  • Поиск соматических мутаций, приводящих к появлению энхансеров при онкологических заболеваниях

    Целью данной работы стал поиск однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), приводящих к появлению новых сайтов связывания транскрипционных факторов и de novo энхансеров при онкологических заболеваниях.

     

  • Развитие вычислительной системы поиска возможных поллютантов в пресной природной воде

    Разрабатывается вычислительная система для экспресс-анализа пресных природных вод, позволяющая осуществлять мониторинг акваторий, не прибегая к рутинному классическому анализу на показатели качества воды. В работе предложено использовать хемометрический подход (PCA) к обработке, определяемых в полевых условиях интегральных показателей качества природной воды, для выявления вероятных поллютантов, не прибегая к их непосредственному определению.