Клуб выпускников МГУ: Ещё одна модель человеческого метаболизма

Новая модель включает все известные гены и метаболические реакции, описанные в научной литературе. Каждый ген в базе данных связан с его продуктом - белком, который связан со множеством метаболических реакций. Они, в свою очередь, связаны с другими реакциями, которые связаны с веществами на входе (такими, как глюкоза) и выработкой энергии или продуктов. Полссон называет эту модель "математическим представлением всех этих данных".

Заметим, что сведение вместе и взаимная увязка всех реакций фактически являются не просто справочником, а системой, способной рождать новое знание. Подсказывать незамеченные ранее связи и закономерности. В этом плане проект группы Полссона очень напоминает интеллектуальную программу GenoPharm, увязывающую тысячи генов с известными болезнями.

На ресурсе BiGG Database любой специалист или просто любопытствующий может отметить флажком, что интересуется метаболизмом человека (в системе есть и метаболизм некоторых других существ), уточнить место реакций (например - в митохондриях) и интересующую часть обмена веществ (к примеру, метаболизм тирозина), отметить, что интересуется связанными с данной цепочкой генами, нажать "найти реакции" и оп! - получить подробные объяснения.

Авторы проекта рассчитывают, что он поможет исследователям раскрыть новые цепочки, в которые вовлекаются вещества из лекарственных препаратов и, возможно, понять молекулярную подоплёку рака и других болезней. Так, пользователи данной системы могут отметить, какие гены выражены в повреждённой ткани, и выяснить, в какие метаболические цепочки вовлечены эти гены. Тогда исследователи могли бы целенаправленно искать препараты, влияющие на эти реакции.

Источник: MIT Technology Review

Группа ученых из университета штата Калифорния (США) сообщила о создании компьютерной модели, в которой впервые представлены все биохимические реакции, происходящие в организме человека

Ранее существовали карты отдельных метаболических циклов, однако подобного рода титаническая работа проведена впервые. Ученым под руководством профессора Бернарда Палссона (Bernhard Palsson) удалось собрать данные и создать базу, включающую 3300 различных химических реакций обмена веществ. (Палссон с коллегами участвуют и в международном проекте создания виртуальной кишечной палочки - КБ)

Работа опубликована в последнем номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences. Стоит отметить, что это действительно впечатляющее исследование - пришлось просмотреть около полутора тысяч книг и огромное число научных статей, причем без помощи компьютера, поскольку источники были использованы за последние 50 лет, когда еще не было электронных публикаций.

Исследования продолжались около года. Внимание ученых было сосредоточено на связи генов человека с обменом веществ и выработкой соответствующих ферментов.

Биохимические реакции и их взаимосвязь описаны для каждого типа клеток организма. В компьютерную модель можно загружать различные исходные данные и получать на выходе результаты в виде концентрации тех или иных веществ.

Для испытания системы были использованы 288 различных ситуаций, в частности, синтез гормонов тестостерона и эстрогена, а также метаболизм жиров, поступающих в организм с продуктами питания. Модель имеет общий характер, и приспособить ее для каждого отдельного человека тоже весьма непросто.

С появлением виртуальной модели у ученых появились огромные возможности. Теперь можно будет предсказывать, каким образом состав пищи будет влиять на синтез в организме витаминов или, скажем, холестерина, определяющего состояние сосудов.

Ученые получат также возможность проследить механизмы действия лекарств на различные клетки. Нарушения метаболизма лежат в основе многих заболеваний, которые можно будет лечить путем точного подбора диеты или лекарств. Таким образом, ученые впервые получили реальные механизмы воздействия на обмен веществ с предсказуемым результатом.