Проекты

Медицинские технологии на основе секвенирования нового поколения


Секвенирование нового поколения (NGS, от next generation sequencing) – молодая и быстро развивающаяся группа технологий, позволяющих проводить расшифровку последовательностей ДНК с высокой скоростью и производительностью. Потенциально технологии секвенирования нового поколения позволяют провести анализ всех молекул в образце ДНК / кДНК. Их внедрение в медицинскую практику позволит на порядки повысить эффективность и чувствительность генетических анализов и осуществлять неинвазивную диагностику тяжелых наследственных и онкологических заболеваний.

Программно-аппаратный тренажерный комплекс для тренировки спастической кисти руки УЧАСТНИКИ ПРОЕКТА: РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России, Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, ФНКЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Д. Рогачева, ЗАО Евроген.

Изображение
Внедрение технологий NGS в диагностическую практику осложняется высоким уровнем ошибок (ложнопозитивных и ложнонегативных сигналов) этих методов. На фоне этих ошибок выявление истинных мутаций оказывается сильно затруднено, а во многих случаях и невозможно. Таким образом, актуальной задачей сегодняшнего дня является разработка алгоритма анализа данных массированного секвенирования, позволяющего различать ложнопозитивные сигналы секвенирования и истинные мутации в образцах ДНК.

Участниками проекта был разработан подход, основанный на молекулярном баркодировании (введении уникальных генетических меток) исходного пула анализируемых молекул ДНК / кДНК и оригинального биоинформационного анализа (Molecular Identifier Groups-based Error Correction) последующих результатов секвенирования, позволяющий с высокой чувствительностью и специфичностью выявлять истинные варианты последовательности. На первой стадии прочитанные последовательности, несущие один и тот же молекулярный баркод объединяются в кластер - Molecular Identifier Group (MIG). Наличие идентичного молекулярного идентификатора показывает, что данные прочитанные последовательности были наработаны с одной и той же стартовой молекулы ДНК или кДНК. Вторая стадия основывается на том факте, что ошибки ПЦР носят повторяющейся характер, что позволяет их отличить от реального разнообразия. Результаты работы были опубликованы в журналах Sci Rep (Shagin et al 2017), PLoS Comput Biol. (2017), Oncotarget (Shugay et al., 2015), Nat Methods. (Shugay et al., 2014). В настоящее время на основе разработанного подхода создаются новые методы диагностики онкозаболеваний и анализа репертуаров рецепторов Т- и В- клеток.


Разработка технологии неинвазивной пренатальной диагностики

УЧАСТНИКИ ПРОЕКТА: Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В. И. Кулакова, ГК «ДНК-Технология».

Инвазивная пренатальная диагностика имеет существенный недостаток - это угроза прерывания беременности в 60 % случаев, поэтому развитие и внедрение методов неинвазивной пренатальной ДНК диагностики является одной из актуальнейших задач биомедицины. Метод основан на анализе фрагментов ДНК плода, которые присутствуют в крови матери. Эти фрагменты выделяются и производится их полный анализ c помощью NGS. Алгоритм математической обработки данных позволяет получить достоверные результаты.