микробиологии им.Н.Ф.Гамалеи, РАМН
М.С.Гельфанд
Институт проблем передачи информации РАН
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Биомедицинские исследования, биоинформатика, СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ презентация
Содержание
- 1. Биомедицинские исследования, биоинформатика, СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ
- 2. XXI век – век молекулярной биологии
- 3. Осилтамавир: лекарство против гриппа, в том числе
- 4. Идея: определение бактериальных
- 5. СУПЕРКОМПЬЮТЕР + БИОМЕДИЦИНА = ДА! ЗАДАЧИ
- 6. Какие СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ? МГУ: 1
- 7. ПРИМЕР: Разработка лекарств Болезнь Выделить белок, ответственный
- 8. ПРИМЕР: Разработка лекарств Болезнь Выделить белок, ответственный
- 9. Поиск лигандов: СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ Проверка десятков мишеней
- 10. Поиск лигандов: ПРОБЛЕМЫ Анализ лиганда: не можем
- 11. Немного истории 1972
- 12. СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ НЕОБХОДИМЫ для БИОМЕДИЦИНЫ
XXI век – век
молекулярной биологии
- расшифровка и аннотация полных геномов (человек, обезьяны, мышь, рис, бактерии…); - определение и классификация пространственных
Слайд 1Биомедицинские исследования, биоинформатика,
СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ
М.А.Ройтберг
Институт математических проблем биологии РАН, Пущино
А.С.Карягина
НИИ эпидемиологии и
Слайд 2XXI век – век
молекулярной биологии
- расшифровка и аннотация полных геномов
(человек, обезьяны, мышь, рис, бактерии…);
- определение и классификация пространственных
структур белков;
- уточнение механизмов синтеза белков в клетке;
- расшифровка индивидуальных геномов;
- функционирование клетки (клеточный транспорт,
умирание клеток (апоптоз) и др.)
ПРИЛОЖЕНИЯ
- медицина;
- фармакология;
- пищевая промышленность
- …
- определение и классификация пространственных
структур белков;
- уточнение механизмов синтеза белков в клетке;
- расшифровка индивидуальных геномов;
- функционирование клетки (клеточный транспорт,
умирание клеток (апоптоз) и др.)
ПРИЛОЖЕНИЯ
- медицина;
- фармакология;
- пищевая промышленность
- …
Слайд 3Осилтамавир: лекарство против гриппа, в том числе - птичьего гриппа
Осилтамавир
Комплекс
белка вируса гриппа (Neuroaminidaza) и
молекулы лекарства.
Лекарство блокирует работу вируса
молекулы лекарства.
Лекарство блокирует работу вируса
Слайд 4
Идея: определение бактериальных белков, блокирующих защитный ответ клетки
Цель: поиск белков-мишеней для
лекарств против хронических бактериальных внутриклеточных инфекций (хламидии и др.)
Разработка лекарств в
НИИ эпидемиологии и микробиологии им.Н.Ф.Гамалеи
Слайд 5СУПЕРКОМПЬЮТЕР + БИОМЕДИЦИНА = ДА!
ЗАДАЧИ для СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ:
сложные расчеты;
возможность для распараллеливания:
задачу можно разбить на много относительно независимых подзадач
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ:
Сравнительный анализ геномов (1 геном ~ 1 миллиард«букв» )
Сравнительный анализ пространственных структур белков и их комплексов
ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ (МЕДИЦИНА):
Разработка новых лекарств (проверка миллионов кандидатов)
«Индивидуальная» терапия
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ:
Сравнительный анализ геномов (1 геном ~ 1 миллиард«букв» )
Сравнительный анализ пространственных структур белков и их комплексов
ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ (МЕДИЦИНА):
Разработка новых лекарств (проверка миллионов кандидатов)
«Индивидуальная» терапия
Слайд 6Какие СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ?
МГУ: 1 Тфлопс
Ин-т эпидемиологии им. Гамалеи: 1.5 Тфлопс (2008)
IBM
Research Center (“Blue Gene”):
300 Тфлопс (до 1000 Тфлопс в будущем)
В основном – для биологии
300 Тфлопс (до 1000 Тфлопс в будущем)
В основном – для биологии
Слайд 7ПРИМЕР: Разработка лекарств
Болезнь
Выделить белок, ответственный за болезнь (МИШЕНЬ)
Найти вещество (ЛИГАНД),
связывающее белок-мишень
Доклинические
испытания
Клинические испытания
Готовое лекарство
Слайд 8ПРИМЕР: Разработка лекарств
Болезнь
Выделить белок, ответственный за болезнь (МИШЕНЬ)
Найти вещество (ЛИГАНД),
связывающее белок-мишень
Доклинические
испытания
Клинические испытания
Готовое лекарство
Слайд 9Поиск лигандов: СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ
Проверка десятков мишеней
Для каждой мишени – миллионы лигандов-кандидатов
Проверка
одного лиганда для одной мишени – трудная вычислительная задача
Отдельные лиганды можно проверять независимо друг от друга
Отдельные лиганды можно проверять независимо друг от друга
Слайд 10Поиск лигандов: ПРОБЛЕМЫ
Анализ лиганда: не можем точно определить качество связывания лиганда
и мишени
Выбор мишени: ошибка в выборе делает работу бессмысленной
Выбор мишени: ошибка в выборе делает работу бессмысленной
Не поиск лучшего, а сужение набора кандидатов
Улучшение алгоритмов
Нужны биологи!
Слайд 11
Немного истории
1972 г.
Постановление Президиума АН СССР (Президент АН СССР акад.
М.В.Келдыш) о создании в Научном центре биологических исследований АН СССР (Пущино) Научно-исследовательского вычислительного центра АН СССР (директор проф. А.М.Молчанов, зам.директора проф. Э.Э.Шноль).
Слайд 12СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ
НЕОБХОДИМЫ
для БИОМЕДИЦИНЫ
КОМПЬЮТЕР – для БИОЛОГОВ:
Повышать уровень обеспеченности биологических
исследований, ориентированных на суперкомпьютеры (и не только ☺)
Инфраструктура, связанная с суперкомпьютером (интернет, средства визуализации, и др.)
НУЖНЫ ПРОГРАММЫ и АЛГОРИТМЫ:
Средства параллельного программирования
Алгоритмы решения задач биоинформатики, ориентированные на архитектуру суперкомпьютеров
Обучение
КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД:
ИНТЕГРИРУЮЩАЯ ПРОГРАММА
Инфраструктура, связанная с суперкомпьютером (интернет, средства визуализации, и др.)
НУЖНЫ ПРОГРАММЫ и АЛГОРИТМЫ:
Средства параллельного программирования
Алгоритмы решения задач биоинформатики, ориентированные на архитектуру суперкомпьютеров
Обучение
КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД:
ИНТЕГРИРУЮЩАЯ ПРОГРАММА
