Prioritization of biological processes based on the reconstruction and analysis of associative gene networks describing the response of plants to adverse environmental factors

Переведенное название: Приоритизация биологических процессов на основе реконструкции и анализа ассоциативных генных сетей, описывающих ответ растений на неблагоприятные факторы внешней среды

P. S. Demenkov, E. A. Oshchepkova, T. V. Ivanisenko, V. A. Ivanisenko

Результат исследования: Научные публикации в периодических изданияхстатьярецензирование

Аннотация

Методы приоритизации или ранжирование кандидатных генов по их важности в соответствии с заданными критериями, основанными на анализе генных сетей, широко применяются в биомедицине для поиска ассоциаций генов с заболеваниями, предсказания биомаркеров, фармакологических мишеней и т. д. При этом наблюдается тенденция их использования и в других областях знаний, в частности в растениеводстве. В значительной степени это обусловлено развитием технологий для решения задач маркер-ориентированной и геномной селекции, требующих знаний о молекулярно-генетических механизмах, лежащих в основе формирования хозяйственно ценных признаков. Новым направлением для изучения молекулярно-генетических механизмов является приоритизация биологических процессов с применением анализа ассоциативных генных сетей. Ассоциативная генная сеть - это гетерогенная сеть, в качестве вершин которой наряду с молекулярно-генетическими объектами (гены, белки, метаболиты и т. д.) могут быть представлены сущности более высокого уровня (биологические процессы, заболевания, факторы внешней среды и т. д.), связанные между собой регуляторными, физико-химическими или ассоциативными взаимодействиями. С использованием разработанного нами ранее метода осуществлена приоритизация биологических процессов по степени их связи с генными сетями, представленными в базе знаний SOLANUM TUBEROSUM и описывающими ответ растений на повышенное содержание кадмия, солевой стресс и условия засухи. Результаты приоритизации свидетельствуют о том, что фундаментальные процессы, такие как экспрессия генов, посттрансляционная модификация, деградация белков, программируемая клеточная смерть, фотосинтез, передача сигналов, ответ на стресс, играют важную роль в общих молекулярно-генетических механизмах ответа растений на различные неблагоприятные факторы. С другой стороны, среди специфичных для устойчивости к засухе была выявлена группа процессов, связанных с развитием семян (seeding development). Процессы, связанные с ионным транспортом (ion transport), вошли в список специфичных для ответа на солевой стресс, а связанные с метаболизмом липидов (phospholipid degradation - деградация фосфолипидов) - для ответа на кадмий.
Переведенное названиеПриоритизация биологических процессов на основе реконструкции и анализа ассоциативных генных сетей, описывающих ответ растений на неблагоприятные факторы внешней среды
Язык оригиналаанглийский
Номер статьи13
Страницы (с-по)580-592
Число страниц13
ЖурналVavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii
Том25
Номер выпуска5
DOI
СостояниеОпубликовано - сент. 2021

Ключевые слова

  • Arabidopsis thaliana
  • Associative gene networks
  • Centrality of vertices
  • Gene ontology
  • Knowledge base solanum tuberosum
  • Network-based prioritization methods
  • Text mining methods

Предметные области OECD FOS+WOS

  • 4.01 СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО, ЛЕСОНОЕ ХОЗЯЙСТВО, РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО
  • 1.06 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
  • 4 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

ГРНТИ

  • 34 БИОЛОГИЯ

Fingerprint

Подробные сведения о темах исследования «Приоритизация биологических процессов на основе реконструкции и анализа ассоциативных генных сетей, описывающих ответ растений на неблагоприятные факторы внешней среды». Вместе они формируют уникальный семантический отпечаток (fingerprint).

Цитировать