Построение дендрограммы штаммов вируса клещевого энцефалита, выделенных на территории Беларуси и взятых из компьютерного банка данных Gen Bank

Генетическое типирование штаммов вируса КЭ (клещевой энцефалит), изолированных на территории Беларуси, проводили с помощью молекулярной гибридизации. Дальнейшие исследования были направлены на определение нуклеотидных последовательностей фрагментов геномов белорусских штаммов вируса КЭ.

Филогенетический анализ проводили с использованием данных, опубликованных в GenBank, относительно штаммов вируса КЭ из Латвии и Литвы. В качестве прототипных штаммов трех генотипов вируса КЭ использованы штаммы Софьин (генотип 1), Neudoerfl (генотип 2) и Васильченко (генотип 3). Анализ нуклеотидных последовательностей выполняли с помощью программы BioEdit ver.5.0.9. Для филогенетического анализа использовали пакет программ Treecon ver.1.3b.

На рис. 1 представлена дендрограмма, построенная по результатам анализа. Из дендрограммы видно, что все исследованные штаммы группировались с прототипным штаммом Absettarov. Такая топология дендрограммы поддерживалась результатами статистического анализа (значение бутстреппинга – 85%). Следует отметить, что наиболее близким к исследованным штаммам был вирус КЭ, выделенный на территории Латвии – штамм Latvia-8110. Генетическое расстояние между этими штаммами составило 0,005 нуклеотидных замен/сайт. Следует отметить, что все штаммы КЭ, входящие в состав кластера, соответствующего Западному генотипу вируса были чрезвычайно генетически близки между собой – среднее генетическое расстояние составило 0,031 нуклеотидных замен/сайт.

Таким образом, результаты молекулярно-биологических исследований позволили установить типовую принадлежность 3-х исследованных штаммов вируса клещевого энцефалита. Результаты филогенетической реконструкции позволили подтвердить полученные данные и установить филогенетические взаимоотношения исследованных штаммов со штаммами КЭ, циркулировавшими в сопредельных странах – Латвии и Литве.

Рис. 1 дендрограмма штаммов вируса КЭ, выделенных на территории Беларуси и взятых из компьютерного банка данных Gen Bank.

ЗАКЛЮЧНИЕ

Область человеческой деятельности, связанная с процессом преобразования информации с помощью персонального компьютера, в отличие от биологии, существует лишь около 50 лет. Однако с момента своего возникновения, выполняя свою основную функцию: разработка методов и средств преобразования информации и использование их в организации технологического процесса переработки информации, она оказывала все более возрастающее влияние на все области знаний, включая микробиологию. Анализируя историю развития науки, можно сделать вывод, что подавляющее большинство достижений науки о микроорганизмах последних десятилетий было бы невозможно без использования информационных технологий. Так, например, автоматическая расшифровка нуклеотидных последовательностей позволила с достаточной быстротой и точностью выполнять многие задачи всех направлений биологии. Суммарные объемы первичных экспериментальных данных только по молекулярно-генетическому уровню организации жизни превышают сотни терробайт. В результате автоматической расшифровки нуклеотидных последовательностей в молекулярной биологии и генетике за последние 20 лет произошел информационный взрыв. Объемы получаемых данных поражают воображение: опубликованы полные последовательности геномов 74 организмов включая 11 архебактерий, 48 эубактерий, 15 эукариот. На подходе 212 геномов прокариот и 157 эукариот. Общее число нуклеотидов в секвенированных последовательностях превысило 1010.

Таким образом, можно сделать вывод о значительном вкладе науки информатики в развитие микробиологии, поскольку, как известно, полученные, но не обработанные данные, не всегда могут представлять действительную ценность и значимость для науки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Редько В.Г. Теория и методы обработки информации // Информационные процессы. – 2007. – т. 7. - №3. – С. 214-217.

2. http://bmn.medstalker.com

3. International Human Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and analysis of the human genome //Nature. –2001. – Vol. 409. – pp.860–921.

4. Франк-Каменецкий М.Д. Компьютерный анализ генетических текстов. - М.: Наука. - 1990. – 393 с.

5. Гельфанд М. С. Компьютерный анализ последовательностей ДНК // Молекулярная биология. – 1998. – т. 32. – №1. – C. 103-120.

6. Гельфанд М.С. Биоинформатика от эксперимента к компьютерному анализу и снова к эксперименту // – 2003. – том 73. – № 11. – C. 987-994.

7. Venter J. C. The Sequence of the Human Genome // Science. – 2001. – Vol. 291. – no. 5507. – pp. 1304 – 1351.