Грант ГПНИ на 2016-2018 гг. «Разработка модели и программных средств анализа альтернативного сплайсинга первичных мРНК химерного онкогена RUNX1/RUNX1T1 человека», подпрограмма 12.3 «Объединение» программы 12 «Конвергенция-2020».

Разработана модель структурной организации онкогена RUNX1/RUNX1T1 в виде ациклического взвешенного орграфа. Подобраны релевантные признаки и проведено описание всего разнообразия экзонов онкогена RUNX1/RUNX1T1. Разработан новый вычислительный подход предсказания событий альтернативного сплайсинга в первичных РНК генов человека. Идея подхода состоит в снижении размерности пространства экзонных признаков и объединении близко расположенных экзонов в ограниченное число классов, замене экзонных путей генерации РНК на последовательности соответствующих меток классов экзонов, вычислении расстояний между транскриптами РНК, объединении близкорасположенных объектов РНК в сходные кластеры. На примерах модельных генов подтверждена работоспособность разработанного подхода и показано, что точность разделения РНК-продуктов составляет 99,5 % для рассмотренных пар модельных негомологичных генов человека. Разработан алгоритм генерации альтернативных транскриптов онкогена RUNX1/RUNX1T1 как невзвешенных и взвешенных путей экзонного графа. Показано, что экспериментально подтвержденные, а также предсказываемые транскрипты не формируют отдельных четко разделяющихся кластеров для онкогена RUNX1/RUNX1T1 человека.

Экспериментальным путем установлено, что плохая разделимость экспериментально подтверждённых и предсказанных молекул РНК онкогена RUNX1/RUNX1T1 при их классификации обусловлена особенностями генерации таких транскриптов в лейкозных клетках. Показано, что магистральным путём генерации альтернативных молекул РНК изучаемого онкогена является не комбинаторика канонических вариантов экзонов, а генерация большого количества альтернативных вариантов таких экзонов, при этом способность к генерации альтернативных изоформ у различных экзонов неодинакова. В завершение, разработан программный пакет RNAexploreR и одноименное веб-приложение, интегрирующее все реализованные алгоритмы анализа альтернативного сплайсинга РНК-продуктов генов человека.

Решение задач представленной НИР позволило впервые разработать набор алгоритмов и компьютерных программ для построения граф-моделей генов человека и манипуляций с ними при изучении закономерностей альтернативного сплайсинга. Кроме того, впервые установлены закономерности комбинаторики экзонов онкогена RUNX1/RUNX1T1 человека и выведены некоторые правила сплайсинга, приводящие к образованию продуктивных молекул мРНК. Наконец, впервые проведена проверка универсальности правил продуктивной комбинаторики экзонов при сплайсинге первичных транскриптов на наборе нормальных и мутантных генов человека. Полученные результаты, благодаря своей оригинальности и новизне, имеют не только важное фундаментальное значение, но также могут найти практическое применение в онкогематологии при достижении целей более точной молекулярно-биологической диагностики и ведения онкологических заболеваний человека.

По результатам работы опубликовано 8 статей в рецензируемых научных журналах, 17 статей и тезисов докладов на научных конференциях разного уровня, а также оформлено 5 Актов об использовании результатов НИР в учебном процессе и одни методические указания к лабораторным работам.