29 февраля 2020, суббота, 07:54
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

15 июня 2018, 09:36

Новый оптический процессор сможет распознавать последовательность ДНК

Образ нуклеотидной последовательности хламидии при моделировании работы оптического процессора
Образ нуклеотидной последовательности хламидии при моделировании работы оптического процессора
РНФ

Российские ученые разработали процессор, способный считывать и записывать структуру молекул ДНК и выявлять минимальные отличия между ними. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Статья о разработке опубликована в журнале Laser Physics Letters, кратко о результатах исследования сообщает пресс-релиз РНФ.

Считывание последовательности ДНК и ее анализ являются неотъемлемой частью современной генетики. Они позволяют определить склонность человека к определенной группе заболеваний или выявить, например, минимальные различия в генетической структуре бактерий одного вида. Так, большую проблему представляет хламидиоз, вызываемый хламидиями – древнейшими микроорганизмами, размеры которых во много раз меньше размеров кишечной палочки. Это инфекционное заболевание может вызывать бесплодие и болезни половой системы как у людей, так и у животных, что влечет за собой ощутимые экономические потери. Хламидиоз в большинстве случаев проходит бессимптомно до определенной стадии развития, из-за чего его диагностика очень затруднена.

Для разработки эффективных методов лечения хламидиоза необходимо расшифровать структуру ДНК вызывающей его бактерии. Это позволит более точно диагностировать различие между возбудителями хламидиоза и подбирать наиболее подходящее лечение для каждого конкретного случая.

Ученые Федерального исследовательского центра вирусологии и микробиологии (ФИЦВиМ) в рамках проекта РНФ вплотную приблизились к созданию принципиально новых методов диагностики, основанных на применении быстродействующих оптических процессоров.

Образы последовательностей распознаются с помощью оптического процессора и затем записываются на носитель для дальнейшей обработки и воспроизведения. Чтобы записать последовательность ДНК на носитель, ее разбивают на триады — маленькие последовательности, состоящие из трех идущих подряд нуклеотидов. Так как существует всего четыре разных нуклеотида, то число возможных триад ограничено числом 64. Кодируя каждую триаду, ей присваивают свое уникальное число, которое затем заносится в матрицу. В конечном итоге получается массив, состоящий из множества чисел. Этот массив может быть графически представлен в виде трехмерной шероховатой поверхности. Каждое число массива может быть преобразовано в точку на трехмерной поверхности. При этом величина числа отражает высоту точки: она тем выше, чем больше соответствующее ей число.

«Принцип работы нашего оптического процессора был описан достаточно давно, но подход, основанный на распознавании образов нуклеотидных последовательностей, уникален и отличается принципиальной новизной. Ранее он никогда не использовался в биоинформатике», – говорит профессор, доктор физико-математических наук Сергей Ульянов.

Разработка нацелена, прежде всего, на лабораторную диагностику инфекционных заболеваний как человека, так и животных. Новая технология может с большой точностью определять различия между патогенными организмами. Врачи могут использовать это для составления наиболее эффективного плана лечения.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.