Научные исследования

Научно-исследовательское направление Института биоинформатики занимается решением прикладных биологических и медицинских проблем
О научной группе
Основная область текущих научных исследований в Институте биоинформатики — генетика человека и применение методов биоинформатики для анализа данных NGS.

В нашей группе реализуются как собственные проекты, так и исследования по другим тематикам, проводимые в сотрудничестве с различными научными группами. Мы всегда рады мотивированным студентам, заинтересованным в изучении системной биологии и применении биоинформатики к геномным данным
Научные проекты

Три основных направления исследований:
  • 1
    Изучение генетической архитектуры сложных признаков человека и интеграция данных полногеномных исследований на уровне совокупности признаков (фенома)
    Мы применяем различные статистические и сетевые методы к публичным наборам данных, такими как UK Biobank, для поиска ключевых генов и молекулярных процессов, лежащих в основе проявления множества сложных признаков. Исследования по этой теме поддержаны стипендиальной программой Systems Biology Fellowship.

  • 2
    Исследования эволюционных аспектов вариативности генома человека.
    Мы используем публичные массивы геномных и экзомных данных для оценки консервативности различных регионов генома и распределения вариаций внутри них.

  • 3
    Применение методов биоинформатического анализа данных для решения задач медицинской генетики и клинической медицины в России.
    В сотрудничестве с биомедицинскими лабораториями и организациями Санкт-Петербурга, мы разрабатываем методы анализа данных NGS в медицинской генетике, а также исследуем генетическую структуру российской популяции и представленность патогенных изменений в геномах россиян.
Исследователи
Александр Предеус
научный консультант
Юрий Барбитов
директор по науке
Антон Чангалиди
биоинформатик
Ростислав Скитченко
биоинформатик
Результаты
Публикации
  1. Identification of Genetic Risk Factors of Severe COVID-19 Using Extensive Phenotypic Data: A Proof-of-Concept Study in a Cohort of Russian Patients Genes (Basel) 2022. doi: 10.3390/genes13030534
  2. RNA sequencing of whole blood defines the signature of high intensity exercise at altitude in elite speed skaters Genes (Basel) 2022. doi: 10.3390/genes13040574
  3. Systematic benchmark of state-of-the-art variant calling pipelines identifies major factors affecting accuracy of coding sequence variant discovery BMC Genomics 2022. doi: 10.1186/s12864-022-08365-3
  4. Development of SNP Set for the Marker-Assisted Selection of Guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) Based on a Custom Reference Genome Assembly Plants 2021. doi: 10.3390/plants10102063
  5. Chromosome-level genome assembly and structural variant analysis of two laboratory yeast strains from the Peterhof Genetic Collection lineage G3 2021. doi: 10.1093/g3journal/jkab029
  6. Identification of novel variants in the LDLR gene in Russian patients with familial hypercholesterolemia using targeted sequencing Biomed Rep 2021. doi: 10.3892/br.2020.1391
  7. Analysis of the Spectrum of ACE2 Variation Suggests a Possible Influence of Rare and Common Variants on Susceptibility to COVID-19 and Severity of Outcome Front Genet 2020. doi: 10.3389/fgene.2020.551220
  8. Harnessing population-specific protein truncating variants to improve the annotation of loss-of-function alleles. bioRxiv 2020. doi: 10.1101/2020.08.17.254904
  9. A data-driven review of the genetic factors of pregnancy complications Int J Mol Sci 2020. doi: 10.3390/ijms21093384
  10. Systematic dissection of biases in whole-genome and whole-exome sequencing reveals major determinants of coding sequence coverage. Sci Rep 2020. doi: 10.1038/s41598-020-59026-y
  11. Phenome-wide functional dissection of pleiotropic effects highlights key molecular pathways for human complex traits Sci Rep 2020. doi: 10.1038/s41598-020-58040-4
  12. The spectrum of pathogenic variants of the ATP7B gene in Wilson disease in the Russian Federation J Trace Elem Med Biol, 2019. doi: 10.1016/j.jtemb.2019.126420
  13. Whole‑exome sequencing in Russian children with non‑type 1 diabetes mellitus reveals a wide spectrum of genetic variants in MODY‑related and unrelated genes Mol Med Rep, 2019. doi: 10.3892/mmr.2019.10751
  14. Whole‐exome sequencing provides insights into monogenic disease prevalence in Northwest Russia Mol Genet Genomic Med, 2019. doi: 10.1002/mgg3.964
  15. Recent advances and perspectives in next generation sequencing application to the genetic research of type 2 diabetes World J Diabetes, 2019. doi: 10.4239/wjd.v10.i7.376
  16. Identification of Novel Candidate Markers of Type 2 Diabetes and Obesity in Russia by Exome Sequencing with a Limited Sample Size. Genes (Basel), 2018. doi: 10.3390/genes9080415
  17. Catching hidden variation: systematic correction of reference minor allele annotation in clinical varian calling. Genet Med, 2017. doi: 10.1038/gim.2017.168
  18. Effect of gene-lifestyle interaction on gestational diabetes risk. Oncotarget, 2017. doi: 10.18632/oncotarget.22999
При участии Института биоинформатики:
  1. Genome Sequencing and Comparative Analysis of Saccharomyces cerevisiae Strains of the Peterhof Genetic Collection. PLOS One, 2016, doi:10.1371/journal.pone.0154722
  2. Ragout — a reference-assisted assembly tool for bacterial genomes. Bioinformatics, 2014, doi:10.1093/bioinformatics/btu280
  3. C-Sibelia: an easy-to-use and highly accurate tool for bacterial genome comparison. F1000Research, 2013, doi:10.12688/f1000research.2-258.v1
Программное обеспечение
Исходный код программных продуктов, разрабатываемых и поддерживаемых научной группой в ходе текущих проектов, может быть найден на странице GitHub.

Сотрудники научного подразделения разрабатывают и поддерживают несколько программных пакетов для решения различных задач геномики и транскриптомики.

GeneQuery — веб-сервер для генерации биологических гипотез на базе транскриптомных данных. Разработан Александром Предеусом под руководством Максима Артемова и доработана Иваном Арбузовым под руководством Александра Предеуса в ходе работы над магистерской диссертацией.

RMAHunter — веб-приложение для анализа и коррекции проблемы референсных минорных аллелей при анализе результатов клинического секвенирования экзома. Разработана Юрием Барбитовым и Игорем Бездворных под руководством Александра Предеуса.

LSEA — приложение для анализа представленности различных наборов генов в данных полногеномного анализа ассоциаций (GWAS). Инструмент разработан Антоном Шиковым и Юрием Барбитовым.

SICER 2.0 — перевоплощение алгоритма SICER для определения широких пиков в данных ChIP-Seq, в разработке принимали участие Егор Приказюк, Дмитрий Крашенников, Игорь Бездворных и Евгений Бакин под руководством Александра Предеуса.

Также одним из проектов является разработка и поддержка программного обеспечения для автоматизации анализа данных экзомного секвенирования в ООО "Сербалаб".
    Гранты и премии
    1. В 2020-м году Юрий Барбитов стал победителем конкурса Systems Biology Fellowship, проводимого Сколковским институтом совместно с Philip Morris International. Тема проекта, поддержанного в рамках данной программы – "Investigation of the genetic architecture of human traits on the phenome scale"
    По всем вопросам — info@bioinf.me