Сыктывкарские молодые ученые создают приложение для расчета биологического возраста

Междисциплинарная лаборатория СГУ им. Питирима Сорокина два года объединяет усилия студентов-программистов и студентов-медиков. Молодые ученые ищут новые способы применения постгеномных данных в компьютерной фармакологии, геронтологии и гериатрии. Как сообщили в вузе, сейчас они разрабатывают приложение, содержащее математические функции для расчетов показателей для генных сетей в рамках теории информации. Это позволит им проанализировать генные сети, вовлеченные в процесс старения организма и возрастных заболеваний, прогнозировать исходы заболевания на основании результатов математического моделирования, вывести алгоритм расчета биологического возраста.

Междисциплинарная научно-исследовательская лаборатория "Трансляционная биоинформатика и системная биология" с 2019 года работает под руководством одного из успешнейших молодых ученых университета Ильи Соловьева. С 2018 он ведет преподавательскую деятельность, обучая иностранных студентов Медицинского института СГУ им. Питирима Сорокина анатомии человека на английском языке на базе кафедры фундаментальной медицины и общественного здоровья, в июне 2021 года он успешно защитил ВКР и закончил аспирантуру, а в настоящее время работает над кандидатской диссертацией по геронтологии и гериатрии.

Основная миссия лаборатории "Трансляционная биоинформатика и системная биология" ― сокращение разрыва между фундаментальными генетическими исследованиями и достижениями клинической медицины за счет поиска новых способов применения постгеномных данных в компьютерной фармакологии, а также геронтологии (наука о старении) и гериатрии (раздел геронтологии, занимающийся изучением, профилактикой и лечением болезней старческого возраста).

В сотрудничестве с доцентом кафедры прикладной математики и компьютерных наук Надеждой Котелиной, студентами Института точных наук и информационных технологий и Медицинского института ученые проводят реконструкцию и исследования свойств генных сетей методами Data Science, системной компьютерной биологии и классической теории информации. В ближайшие годы лаборатория будет заниматься разработкой новых методов динамического анализа генных сетей, ассоциированных со старением, и способов подсчета биологического возраста, базирующихся на теории информации.

"Энтропийный анализ достаточно распространен в классических отраслях биологии, работающих с сигналами, однако, существуют лишь единичные исследования в рамках методологии теории информации, которые описывают информационные процессы в генных сетях. Процессы, имеющие место в генных сетях, ассоциированных с нормальным и ускоренным старением практически не описаны в настоящий момент.

Следует отметить, что процесс старения – одно из сложнейших явлений, наблюдаемых человеком в силу своей многофакторности, стохастичности и гетерохронности. За годы существования и успешного применения постгеномных технологий накоплен огромный массив данных, отражающих динамические аспекты функционирования генных сетей, вовлеченных в старение клетки, тканей, органов, систем органов и организма, однако, вследствие разнонаправленности прилагаемых к поиску методов их анализа усилий некоего единого метаязыка описания генных сетей так и не выработано.

Целью данного проекта является создание при помощи математического инструментария теории информации универсального метода анализа динамических процессов в генных сетях, вовлеченных в процесс старения, а также разработка теоретико-информационного метода подсчета биологического возраста, базирующегося на вычислениях различных свойств генной сети во множестве моментов времени", - рассказал руководитель лаборатории.