Біоінформатичні дослідження
Біоінформатичні дослідження мікроорганізмів, зокрема актиноміцетів, займають важливе місце в сучасній мікробіології, генетиці та молекулярній біології. Завдяки розвитку високопродуктивних технологій секвенування геному та постійному збільшенню обсягу генетичних даних, біоінформатика стала потужним інструментом для розуміння функцій та еволюційних зв’язків між окремими генами та навіть різними видами організмів.
Наша команда активно досліджує окремі гени, особливо ген 16S рРНК, який є поширеним підходом для визначення філогенетичних взаємозв’язків між організмами. Ген 16S рРНК є частинкою рибосоми, яка має консервативну структуру, але водночас має достатньо варіабельні регіони, які є доволі універсальними маркерами для встановлення систематичного положення досліджуваних бактерій. Отримані нуклеотидні послідовності ми використовуємо для побудови філогенетичних дерев, які є графічним відображення різноманіття та еволюційних зв’язків між природними ізолятами мікроорганізмів.
З розвитком технологій секвенування поширеним став аналіз цілих геномів. Шляхом секвенування та асамблювання генетичного матеріалу ми отримуємо повні нуклеотидні послідовності геномів бактерій, виявляємо окремі гени, що відповідають за важливі біологічні функції, а також здійснюємо скринінг біосинтетичних генних кластерів, що кодують потенційно нові біологічно активні сполуки. Анотація геномів і пошук кластерів вторинних сполук є важливими етапами біоінформатичних досліджень. Ці методи дозволяють отримати інформацію про генетичний потенціал мікроорганізмів, особливо актиноміцетів, щодо синтезу біологічно активних сполук. Застосовуючи різноманітні алгоритми та програми, ми здійснюємо прогнозування генів, визначаємо їх структуру та прогнозуємо функції, які вони виконують. У випадку актиноміцетів, анотація геному дозволяє ідентифікувати гени, які кодують ферменти, відповідальні за синтез вторинних сполук, таких як антибіотики, антифунгальні речовини, протипухлинні речовини тощо. Використовуючи методи структурного аналізу, можна прогнозувати структуру та фізико-хімічні властивості синтезованих вторинних сполук. Це дає можливість оцінити їхню потенційну біологічну активність та визначити можливі застосування.
Зараз нашою командою опубліковано чи готується до публікації 7 геномів представників роду Streptomyces, 12 роду Umezawaea та 1 родy Mumia.