Новые направления биомедицинских исследований

1. 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.

2. 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 илиOmics.

3. 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…

4. 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

5. Проект «Геном человека»

7. Технологии секвенирования

8. 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

9. Достижения • Огромный объем информации по первичным структурам ДНК. • Понимание молекулярных механизмов заболеваний • Новые подходы в создании лекарств, новые диагностические тесты, генная терапия

10. 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.

11. 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

12. 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

13. 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.

14. 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

15. 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

16. Европейский институт биоинформатики http://www.ebi.ac.uk  содержит 20639311 записи последовательностейвключает 6750540747 аминокислот. (21.03. 2012)

17. Protein Data Bank http://www.rcsb.org/pdb 80550 Структуры (3 апреля 2012) 

18. Построение третичной структуры белков

19. 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!

20. Спасибо за внимание!