Новые направления биомедицинских исследований. Докладчик

Совместное заседание студенческого научного кружка кафедры
биохимии и молекулярной биологии и кружка кафедры медицинской
и биологической кибернетики
«Биохимия и смежные науки»
Новые направления
биомедицинских
исследований
• Omics
Докладчик:
Татьяна Гребышева
МБФ, гр. 4707
5.04.2012г.
OMICS
• Термин Omics относится к комплексному
анализу биологических систем
• Ханс Винклер
геномика = «ген» + «хромосома»
• Чтобы описать полный
набор биологических данных происходящих от
одного организма , был придуман суффикс OME или Omics .
• Геномика - «Геном» означает совокупность всех
генов в организме.
• Эпигеномика - изучение полного набора
эпигенетических модификаций на генетический
материал клетки.
• Транскриптомика - мРНК транскрипты
• Протеомика - совокупность всех белков в
организме.
• Метаболомика - все продукты биологической
реакции
• Secretomics, regulomics, metagenomics…
Геномика
• Геномика - наука изучающая структуру и
функцию генов, проводя их учет и создавая
геномные карты всех организмов.
• Возникновение геномики: 1990 г. проект
«Геном человека»
• 2004 г. Получена информация о строении 23
хромосом человека, что в совокупности
составляет 140 тыс. генов, содержащих 3 млр
оснований
Проект «Геном человека»
Технологии секвенирования
Разделы геномики
• Структурная геномика – содержание и
организация геномной информации
• Функциональная геномика – реализация
информации, записанной в геноме
• Сравнительная геномика – сравнительные
исследования содержания и организации геномов
разных организмов
Достижения
• Огромный объем информации по первичным
структурам ДНК.
• Понимание молекулярных механизмов
заболеваний
• Новые подходы в создании лекарств, новые
диагностические тесты, генная терапия
Проблемы современной геномики
• У человека десятки тысяч функционирующих
генов, которые могут продуцировать до 10
млн. различных белков.
• Мы знаем весь геном, но не знаем, что
реально экспрессируется и что реально
работает в клетке.
Протеомика
• Протеомика- наука занимающаяся выявлением,
регистрацией и созданием банков данных всех
работающих белков в клетке.
• Если геномная карта одинакова для всех клеток
организма человека, то каждая клетка и ткань
имеет собственную протеомную карту
Инструменты протеомики
1. Рентгеноструктурный анализ
• высокое разрешение.
• возможность разрешать структуры объектов
большого размера
2. Многомерная ЯМР спектроскопия
• не нужно выращивать кристалл
• положения атомов водорода м.б. определены
• информация о динамике атомов м.б. определена
Значение в медицине
• Первое практическое применение протеомных
исследований состоялось задолго до появления
термина «протеомика», еще в начале XX в., когда
была обнаружена роль инсулина в развитии
такого тяжелого заболевания, как диабет.
Создание инсулиновых препаратов спасло жизнь
миллионам людей.
Направления протеомики
• Получение и расшифровка протеома плазмы и
других биологических жидкостей организма
человека
• Протеомные исследования компонентов клетки
микроорганизмов, вызывающих инфекционную
патологию
• Построение трехмерных структур белков, анализ
перспективных мишеней для разработки новых
ЛС
Диагностическая протеомика
• Выявление характерных пептидных и белковых
паттернов в плазме крови, характерных для
определенного заболевания
• На 2007 год определено 289 протеинов в плазме крови
человека
• Развитие диагностической протеомики плазмы крови
и других биологических жидкостей организма
человека, способствует уточнению классификации
болезней человека, интенсивному развитию
профилактической медицины и предиктивной
фармакологии
Европейский институт биоинформатики
http://www.ebi.ac.uk
содержит 20639311 записи последовательностей
включает 6750540747 аминокислот. (21.03. 2012)
Protein Data Bank
http://www.rcsb.org/pdb
80550 Структуры ( 3 апреля 2012)
Построение третичной структуры белков
Перспективы развития
• Протеомные исследования будут способствовать
открытию пептидных и белковых паттернов
основных патологических процессов в организме
человека и созданию новых методов диагностики
и лечения социально значимых заболеваний
человека!
Спасибо за внимание!