КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 18-14-00240

НазваниеРоль длинных некодирующих РНК в эпигенетической регуляции в масштабе полных геномов и транскриптомов

Руководитель Медведева Юлия Анатольевна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" , г Москва

Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-207 - Системная биология; биоинформатика

Ключевые слова Длинные некодирующие РНК, метилирование ДНК, модификации гистонов, модификация хроматина, взаимодействие РНК-хроматин, РНК-ДНК триплексы, РНК-РНК дуплексы

Код ГРНТИ34.03.23

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
К настоящему времени стало понятно, что сложность высших организмов заметно сильнее коррелирует не с количеством белок-кодирующих генов, а со сложностью регуляторных программ. Эпигенетическая регуляция экспрессии генов - важнейший класс регуляторных механизмов - интенсивно изучалась в течение последних нескольких десятилетий, заложив методологические и концептуальные основы для комплексного понимания этих механизмов. Тем не менее, для большинства эпигенетических модификаций механизмы их установления известны далеко не полностью, особенно плохо изучено, каким образом белки-ферменты, осуществляющие эти модификации, нацеливаются на специфические геномные локусы. В литературе последних лет сообщалось о нескольких примерах днкРНК, нацеливающих эпигенетические комплексы к специфическим геномным локусам. Высокопроизводительные экспериментальные методики, основанные на геномном секвенировании (такие как ChiRP-Seq, CHART, MARGI, GRID-seq и др) указывают на то, что ряд днкРНК взаимодествует с множеством участков хроматина, возможно меняя его эпигенетическое состояние. Также показано, что количество различных днкРНК в геномах человека и других млекопитающих, вполне сравнимо с количеством белок-кодирующих генов, однако функции большинства этих РНК неизвестны. В данном проекте мы предлагаем объединить эпигенетическую регуляцию с регуляцией при помощи днкРНК и создать полную карту эпигенетической регуляции, управляемой с помощью днкРНК. Данный проект позволит определить функцию и возможный механизм действия для многих днкРНК. Программные инструменты и база данных, которые будут разработаны, будут представлять собой важный источник информации об регуляции экспрессии генов человека с помощью эпигенетических механизмов и днкРНК. Новизна и оригинальность предлагаемого проекта отражены как в его основных целях и задачах, так и в предлагаемом методологическом подходе. Длинные некодирующие РНК относятся к быстро растущему классу РНК с плохо аннотированной функциональностью. Коллаборация с международным консорциумом FANTOM6 предоставляет нашей команде доступ к уникальным экспериментальным данным, систематически оценивающим функции широкого спектра днкРНК, и взаимодействий РНК с хроматином. Наша группа, обладающая большим заделом в биоинформатического анализа взаимодействий РНК-РНК и РНК-ДНК, предлагает новый подход к моделированию этого взаимодействия - переход от моделирования таких взаимодейстий только в рамках оценок свободных энергий к комплексному моделированию, которое также включает вероятностную компоненту, что позволяет более достовено проводить сравнения различных взаимодействий. Кроме того, наша группа разрабатывает алгоритм мультиомиксной интеграции, который объединяет информацию нескольких типов полногеномных экспериментов (RNA-Seq, ChIP-Seq) и результатов моделирования РНК-РНК и РНК-ДНК взаимодействий. Данный метод позволит повысить качество и достоверность предсказаний мишеней днкРНК и позволит массово анализировать днкРНК с целью выявить те, которые участвуют в регулировании хроматина. Данный проект имеет не только фундаментальные, но и прикладное значение. Достоверно известно, что нарушение эпигенетических механизмов способствует возникновению и развитию многих заболеваний, включая рак, метаболические и нейродегенеративные расстройства. Несколько эпигенетических препаратов, влияющих на метилирование ДНК и ацетилирование гистонов, уже используются в клинической практике во всем мире, в том числе и в России. Однако, эти препараты не специфичны и не могут модифицировать эпигенетический статус конкретного гена или специфических геномных локусов, что снижает их эффективность и дает побочные эффекты. С другой стороны, экспериментальные методы, позволяющие редактировать геномы с помощью CRISPR | Cas или изменять уровень экспрессии РНК с помощью коротких РНК (siRNA, ASO), позволяют нацеливаться на очень специфические геномные регионы или транскрипты в клетках. Детальное понимание механизмов работы днкРНК, нацеливающих эпигенетические комплексы на специфические геномные локусы, а также выявление наиболее перспективных с этой точки зрения днкРНК, может в будущем способствовать созданию технологий высокоспецифичного эпигенетического редактирования. Безусловно, подобные технологии будут способствовать прогрессу биомедицинских исследований и, следовательно, будут иметь важное общественное значение.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---