Bioinformatikai Csoport

A modern molekuláris biológiát az óriási adatmennyiségek jellemzik. Egyes kísérletekben, például gyógyszermolekulák tesztelésénél, baktériumok vagy növényfajok jellemzésekor olyan hatalmas adattömeg keletkezik, hogy az elsődleges nehézséget egyre inkább az adatok feldolgozása és értelmezése jelenti. Csoportunk olyan új, a kutatás és az innováció számára is hasznos számítógépes kiértékelési és vizualizációs eljárásokat fejleszt, amelyek segítségével az adatok jobban kezelhetővé, a bennük felelhető rejtett összefüggések könnyebben értelmezhetővé válnak.

Kutatás: Genom-informatika

A csoportnak kiterjedt tapasztalata van a legmodernebb nagy kapacitású műszeres vizsgálatok során keletkező óriási mennyiségű kísérletes adat rendszerezett tárolásának megszervezésében, az adatok feldolgozásában és az érintett biológiai jelenségek beazonosításában. Kiemelt érdeklődési területünk az élőlények teljes genetikai állományát, a sejtjeik génexpressziós profilját és annak szabályozási folyamatait feltáró új generációs szekvenálási módszerek használatakor keletkező hatalmas információ mennyiség bioinformatikai elemzése és értelmezése. E tárgykörön belül az elmúlt időszakban a csoportunk tudományos tevékenységének egyik kiemelt témája lett a génkifejeződés szabályzásáért felelős rövid fehérjekötő DNS motívumok tanulmányozása. Ezek vizsgálatához a tudományterületen eddig hagyományosan elterjedt nukleotid alapú DNS ábrázolás kiegészítésére új, a nukleotidok kémiai, fizikai és térszerkezeti tulajdonságain alapuló információábrázolási módszereket fejlesztettünk ki. Az így létrehozott DNS leíró módszer a konvencionális megközelítésnél direktebb módon jeleníti meg a szekvenciaspecifikus DNS-fehérje kapcsolódás kialakításáért felelős molekuláris struktúrákat. Az általunk alkalmazott új DNS reprezentációs megközelítésre alapozva kifejlesztettünk egy speciális szoftverrendszert, amely a DNS molekulát, és az azon található fehérjekötő motívumokat eddig nem látott módon, újszerű szempontrendszer szerint képes megjeleníteni. A létrehozott DNA Readout Viewer (DRV) portál on-line szolgáltatásként mindenki számára ingyenesen hozzáférhető (https://drv.brc.hu/). Napjainkra az adatrobbanás jelensége a DNS-fehérje kapcsolatokra vonatkozó tudományterületet is elérte. A különböző nagy kapacitású kísérletes technológiák (ChIP-Seq, HT-SELEX, PBM) által generált nagy mennyiségű adat, sok a kérdés szempontjából érdekes rejtett összefüggést tartalmazhat, melyek felismerésének problémája jelenleg már messze meghaladja mind az emberi agy mind a hagyományos számítógépes megközelítések képességeit. Vizsgálataink során a nagy kapacitású kísérletes módszerektől származó szekvenciainformációt az általunk fejlesztet új DNS reprezentációs formába konvertáljuk, melyet a mesterséges intelligencia és a gépi tanulás mély-tanulási metódusait alkalmazó adatbányászati módszerekkel vizsgáljuk.