Obdobje poteka: 01. 06. 2017—31. 05. 2020
Sofinancer: Republika Slovenija in Evropska unija iz Evropskega sklada za regionalni razvoj
(spletna stran: https://www.eu-skladi.si/)
Sodeluje: Laboratorij za kompleksne sisteme in podatkovne znanosti in Konvikt d.o.o.
Funkcije genov v mikroorganizmih in njihov vpliv na človeško zdravje (Raziskovalci-2.0-FIŠ-529008)
Obdobje poteka: 01. 06. 2017—31. 05. 2020
Sofinancer: Republika Slovenija in Evropska unija iz Evropskega sklada za regionalni razvoj
(spletna stran: https://www.eu-skladi.si/)
Sodeluje: Laboratorij za kompleksne sisteme in podatkovne znanosti in Konvikt d.o.o.
Naziv projekta: Funkcije genov v mikroorganizmih in njihov vpliv na človeško zdravje (Functions of genes in microorganisms and their influence on human health)
Vrsta projekta: Razvojno-raziskovalni projekt
Vloga FIŠ: Prijavitelj
———-
Število sekvenciranih genomov in metagenomov neprestano narašča in z njim tudi število genov z neznano biološko funkcijo. Tudi pri detajlno preučenih patogenih mikroorganizmih kot je Mycobacterium tuberculosis četrtina vseh genov nima znane funkcije. Znanje o genskih funkcijah pomaga v različnih aplikacijah kot so na primer iskanje bolezenskih markerjev ali tarč za zdravila. Da bi pospešili postopek ugotavljanja funkcij genov, se razvijajo algoritmi za avtomatsko označevanje genov s funkcijami. Projekt se ukvarja z razvojem takšnih algoritmov zasnovanih na strojnemu učenju. Novo pridobljene funkcije so potem uporabljene za razumevanje povezav med človeškim mikrobiomom in zdravjem.
Cilji projekta:
1) Razvoj hibridnega klasifikatorja za samodejno označevanje genov s funkcijami
– Zbiranje podatkov o znanih funkcijah genov
– Uporaba strojnega učenja za pripravo klasifikatorjev zasnovanih na različnih značilkah
– Analiza komplementarnosti med napovedi klasifikatorjev
– Integriranje napovedi iz komplementarnih klasifikatorjev
2) Validacija napovedanih funkcij na realnih problemih
– Validiranje na izzivu za napovedovanje funkcij genov CAFA
– Samodejno označevanje genov modelnih in patogenih mikroorganizmov s funkcijami
– Uporaba novo pridobljenega znanja o genskih funkcijah za vzpostavitev povezav med funkcijskimi profili mikroorganizmov iz človeške mikrobiote in zdravjem človeka
3) Dostopnost napovedanih funkcij in softvera za razvoj hibridnega klasifikatorja
– Dostopnost napovedanih funkcij na spletu
– Dostopnost softvera za analizo komplementarnosti in integriranje napovedi na spletu
Rezultati:
– The evolutionary signal in metagenome phyletic profiles predicts many gene functions
Vidulin V., Šmuc T., Džeroski S. & Supek F. (2018). Microbiome volume 6, Article number: 129.
– Baza funkcij
Napovedi genskih funkcij so dostopne preko spletne aplikacije z uporabniku prijaznim vmesnikom, s katerim lahko najde napovedane funkcije ter natančnost napovedi.
http://vedranavidulin.com/godatabase
– Software za razvoj hibridnega klasifikatorja
Spletna aplikacija, ki omogoča analizo komplementarnosti med klasifikatorji, ki so del hibridnega klasifikatorja, in izbiro sheme integracije napovedi iz več klasifikatorjev.
http://vedranavidulin.com/complementarity
Funkcija številnih genov v mikroorganizmih še vedno ni znana. Vse večja dostopnost sekvenciranih genomov mikroorganizmov omogoča razvoj klasifikatorjev za samodejno označevanje funkcij v mikroorganizmih z biološkimi funkcijami. V članku smo predlagali metagenomske filetične profile, novo skupino značilk za strojno učenje, ki omogoča, da iz metagenomskih podatkov sklepamo o funkcijah genov.
Vodja projekta: doc. dr. Vedrana Vidulin