МОСКВА, 3 апреля. /ТАСС/. Алгоритм для сопоставления последовательностей аминокислот у разных белковых семейств, созданный в России, превзошел все зарубежные аналоги. Решение позволит изучать эволюционные изменения, происходившие в структуре белков сотни миллионов лет назад, сообщили ТАСС в пресс-службе ФИЦ Биотехнологии РАН, специалисты которого выступили авторами работы.
Разработка российских ученых представляет собой математическую модель и называется MAHDS: multiple alignments of highly diverged sequences или «метод множественного выравнивания высокодивергентных (накопивших много отличий и сильно разошедшихся в процессе эволюции) последовательностей». Она позволяет находить общие признаки в последовательностях аминокислот различных белков, от которых зависит набор функций, выполняемых белками в клетке.
«Сравнивая разные белки между собой, можно определить и родство организмов, которым они принадлежат. Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН доказали, что созданная ими математическая модель MADHS для сопоставления последовательностей у белков, разошедшихся на эволюционном древе сотни миллионов лет назад, превосходит лучшие зарубежные аналоги», — сообщили ТАСС в научном центре.
Авторы сравнили эффективность применения нескольких математических моделей: алгоритма AlphaFold, предсказывающего пространственную структуру белков, а также T-Coffee, MUSCLE и другие. Для этого российские ученые использовали методы Монте-Карло. В основе этого подхода — математическая модель процесса, которая позволяет просчитать вероятность различных результатов при помощи генерирования случайных чисел. С помощью выбранных алгоритмов исследователи в рамках эксперимента должны были проанализировать 490 белковых семейств. Схожесть последовательностей у 138 из них оказалась настолько низкой, что с этой задачей справилось только российское решение. Остальные алгоритмы «указали на совершенно случайные совпадения фрагментов», пояснили в организации.
«Мы показали, что метод MAHDS позволяет получить статистически значимые результаты там, где остальные методы выдают совершенно случайный вариант множественного выравнивания последовательностей. Наш новый математический метод уже работает, и мы создали доступный для любого пользователя сервер», — уточнил соавтор публикации Дмитрий Костенко, младший научный сотрудник группы математического анализа последовательностей ДНК и белков ФИЦ Биотехнологии РАН, которого цитирует пресс-служба научного центра.
Результаты исследования опубликованы в журнале Symmetry.
