📽 #وبینار
بررسی و مشاهده شبکه بیماری #پارکینسون
Dr. Danail Bonchev

آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
@practicalbioinformatics

📚 نکات مهم در طراحی پپتید


آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
@practicalbioinformatics

🖍 توالی یک پپتید مهمترین فاکتور موثر بر فعالیت بیولوژیک آن است.توالی و ترکیب آمینواسیدی یک پپتید، همچنین بر نتیجه سنتز و خالص سازی و همینطور حلالیت آن نیز موثر است. برای یک پروژه پپتیدی موفق، فاکتورهای مانند سهولت سنتز با کمترین هزینه و امکان بکارگیری پپتید برای کاربردهای مختلف بر حسب پایداری و حلالیت آن مهم است.

@practicalbioinformatics

اکثر پپتیدهای حال حاضر در بازار و تحقیقات بیولوژیکی از انتهای N، انتهای Cیا توالی میانی پروتئین‌های طبیعی مشتق شده اند. البته پپتیدها را می‌توانند بصورت de novo( از ابتدا) طراحی شوند. برای طراحی یک پپتید مناسب نکات بسیاری را باید رعایت کرد. در این مطلب همکاران ازمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو بخش های از پروتکل خود که در طراحی پپتید لحاظ می کنند را در اختیار عموم قرار داده اند:

این نکات می‌تواند به کاهش مشکلات معمول در طول سنتز، خالص سازی و به کارگیری پپتید کمک کند.
@practicalbioinformatics
1. طول توالی پپتید: محدودیت طول توالی در حدود 10-15 باقی مانده برای افزایش بازده کلی، خلوص، به حداقل رساندن ناخالصی و کاهش قیمت مفید است. خلوص پپتیدهای سنتزی معمولا با افزایش طول توالی کاهش می‌یابد.
@practicalbioinformatics
2. ساختمان دوم پپتید: بعضی پپتیدها ساختمان دوم از نوع صفحه بتا تشکیل می‌دهند. در طول سنتز تشکیل صفحه بتا به علت حلالیت ناقص پپتید در حال سنتز و تجمع آن سبب درجه بالای از حذف توالی در محصول نهایی می‌شود. برای جلوگیری از چنین موردی توالی های فاقد باقی مانده های متعدد و متوالی مانند والین، ایزولوسین، تیروزین، تریپتوفان، لوسین، گلایسین و ترئونین طراحی می شود. در صورتی که امکان چنین کاری نباشد، جایگزینی اسیدامینه صورت می گیرد و با قرار دادن گلایسین یا پرولین در هر سه باقی مانده انجام شود و یا جایگزینی گلایسین با آسپارژین و جایگزینی ترئونین با سرین.
@practicalbioinformatics
3. تمایل باقیمانده‌ها برای اکسیداسیون: پپتیدهای حاوی چندین باقیمانده‌ Cys، Met یا Trp تمایل به اکسیداسیون داشته و واکنش‌های جانبی اثر منفی بر حلالیت و خلوص پپتید دارد. جلوگیری یا به حداقل رساندن چنین باقیمانده های در توالی یا جایگزینی با باقیماندهای جایگزین مشابه می‌تواند مفید واقع شود. بطور مثال نورلوسین می‌تواند به عنوان جایگزین برای Met ، و سرین یک جایگزین کمتر واکنش پذیر برای Cys است.
@practicalbioinformatics
4. ترکیب آمینواسیدی: ترکیب کلی آمینواسیدی یک پپتید اغلب در طول طراحی نادیده گرفته می‌شود. این ترکیب بر حلالیت نهایی، سنتز پپتید و خالص سازی تاثیر خواهد گذاشت. حفظ مقدار آمینواسیدهای آبگریز (Leu، Val، Ile، Met، Phe، Trp و غیره) زیر 50 درصد و اطمینان از وجود حداقل یک اسید آمینه باردار به ازای هر 5 آمینواسید. جایگزینی Ala با Gly یا اضافه کردن باقیمانده های قطبی (چندین آرژنین، لایزین و PEG کوچک) به انتهای N و C حلالیت را بهبود می‌بخشد.
@practicalbioinformatics

آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
@practicalbioinformatics

5. آمیداسیون و کلاهک گذاری: برای توالیهای درونی...

آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
@practicalbioinformatics

....برای توالیهای درونی مشتق از پروتئین‌های طبیعی کلاهک برای انتهای N و C یا هر دو به منظور جلوگیری از باردار بودن که در توالی طبیعی وجود ندارد. انتهای C و N می‌توانند به صورت گروه آمیدی یا استیل به ترتیب بلوکه شوند.
@practicalbioinformatics
6. ترکیب آمینواسیدهای انتهای N: از قرار دادن گلوتامین در انتهای N اجتناب شود زیرا گلوتامین تحت شرایط اسیدی به پیروگلوتامات کاتالیز می‌شود. در صورتی که لازم است گلوتاماین در این موقعیت باشد یک گروه استیل به گروه آمینو گلوتامین اضافه کرده یا از پیروگلوتامات به جای آن در توالی استفاده شود. اجتناب از آسپارژین در انتهای N برای جلوگیری از ایجاد مشکل در طول برداشت گروه محافظ بعد از سنتز.
@practicalbioinformatics
7. ترکیب آمینواسید در انتهای C: آمینواسیدهای مانند سیستئین، پرولین و گلایسین باید در انتهای C به علت موارد مختلفی مانند راسمیزاسیون، تشکیل دی پپتید، تشکیل دی کتوپیپرازین و ... قرار داده نشوند. اگرچه امروزه روشهای سنتزی برای جلوگیری از چنین مشکلاتی وجود دارد. در صورتیکه یک اسیدآمینه غیرمعمول مانند D-آمینواسیدها در انتهای C وجود داشته باشد اضافه کردن گروه آمیدی در انتهای C توصیه می‌شود. اگر مدیفیکاسیونی (مانند بیوتین، فلورسین) در انتهای C وجود داشته باشد ترجیحا باید توسط زنجیره جانبی لایزین متصل شود.
@practicalbioinformatics
8. آمینواسیدهای مشکل ساز: از تعداد متعددی از آمینواسیدهای شامل پرولین (ایزومریزاسیون سیس و ترانس)، آسپارتیک اسید (تشکیل آسپارتیماید)، گلاسین (پیوند هیدروژنی و تشکیل ژل) و سرین (مشکل جفت شدن) باید در توالی اجتناب شود. همچنین نباید بیش از 10 آمینواسید بعد از فسفوآمینواسید از سمت انتهای C قرار گیرد.
@practicalbioinformatics
9. اتصال لیگاند: اتصال یک فاصله دهنده (spacer) بین پپتید و لیگاند بزرگ برای به حداقل رساندن تاثیر لیگاند بر تاخوردگی پپتید.

🏆آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
@practicalbioinformatics

🎬 🎥 نقش مسیر انتقال پیام Hedgehog در رشد سرطان


آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

📚 کتاب هفته:
Systems and Synthetic Biology
Author(s): Vikram
Year: 2015
Size: 10 MB
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

🎬 🎥 دانشمندان ژاپنی متوجه شده بودن که نزدیک سواحل یکی از جزایر ژاپن کف اقیانوس نقاشی های زیبا و منحصر به فردی کشیده شده...اول تصور بر این بود که یک انسان این نقاشی ها رو کف اقیانوس کشیده، اما چه کسی؟!؟!...تا اینکه مشخص شد یک نوع ماهی برای جفتگیری این نقاشی ها رو می کشه، این نوع ماهی برای جلب نظر جفتش این آثار رو خلق کرده....


آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

📷✍ آنالیز مسیر (Pathway Analysis)


آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

آنالیز مسیر معمولا با هدف غنی سازی ژن و نمایش اطلاعات عملکردی آنها و آشکار ساختن مکانیسم های بیولوژیکی هدایت شده توسط این ژنها، انجام می شود. آنالیز مسیر نه تنها مسیرهای بیولوژیکی یک مجموعه خاص از ژن های بیان شده را دنبال می کند بلکه روابط بین این ژن ها را نیز مشخص می کند.
@practicalbioinformatics
با در دسترس بودن بیشتر داده های ژنومیکس، ترانسکریپتومیکس و پروتئومیکس ، اینتراکشن بین ژنهای درگیر در مسیرهای چندگانه روشن تر شده و همچنین روابط بین ژن ها، ترنسکریپت هایشان، و محصولات ژنی اشکار می شود.
@practicalbioinformatics
با این حال، ابزارهای موجود و دیتابیس ها که به طور عمده در رویکرد دانش محور تهیه شده اند در تلاش هستند تا با پیدا کردن ارتباط بین اطلاعات موجود در یکی از پایگاه داده های دانش محور مسیرها مانند: ( KEGG, Reactome, Panther, BioCarta, Panther, GO, NCI, WikiPathways, etc) و نتایج بیان ژنی برای یک شرایط خاص، (برای مثال : تومور، چاقی، غلات و گیاهان مقاوم در برابر سرما و غیره.) مسیرهای درگیر در ایجاد این شرایط خاص را شناسایی کند.
@practicalbioinformatics
لیستی که در اینجا معرفی می شود شامل تعدادی از منابع و مقالات مفیدی درباره انالیز مسیرهای زیستی و همچنین نرم افزار ها و دیتابیس های مهم جهت مشاهده و شناسایی مسیرها می باشد......👇👇

http://www.drugdesign.ir/index.php/j-blog/210-pathway-analysis

🏆 آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

سیستم ویرایش ژنومی CRISPR/CAS


آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

✍ شما احتمالا اخبار در مورد سیستم ویرایش ژنوم CRISPR/Cas9را شنیده اید موضوعی که بسیار مورد بحث قرار گرفت و مورد تحسین خیلی ها قرار گرفت اما آیا می دانستید این سیستم در واقع از باکتری مشتق شده، که از آن برای مقابله با مهاجمان خارجی مانند ویروس ها مورد استفاده قرار می گرفت.
@practicalbioinformatics
و این سیستم به بسیاری از باکتری ها این توانایی را می دهد که با به قطع کردن و ذخیره بخش های از DNA ویروس های مهاجم، به عنوان یک نوع حافظه ، در صورتی مواجهه با مهاجمان مشابه ، می توانند DNA آنها را تخریب کرده و از تهاجم جلوگیری کنند. اخیرا یک تیم از محققان از جمله ها Devaki Bhaya نشان داد که برخی از باکتری ها از سیستم CRISPR/Cas نه تنها برای تشخیص و بریدن بخش های DNA بلکه برایRNA نیز استفاده می کنید.
@practicalbioinformatics
شرح کوتاهی درباره سیستم CRISPR/Cas : چند دهه قبل، زیست شناسان متوجه شده اند که بسیاری از ژنوم باکتریایی حاوی قطعات تکراری کوچک از DNA می باشند که در میان بخش های پر رمز و راز DNA پراکنده شده بودند. آنها راCRISPR به معنای "توالی تکراری پالیندرومیک کوتاه که در فاصله های منظم دسته بندی شده اند » نامگذاری کردند سال ها بعد آنها کشف کردند که آن بخش های منحصر به فرد DNA اغلب از ویروس ها مهاجم آمده است.
@practicalbioinformatics
کمپلکس انزیمهای Cas باکتریای DNA ویروس های مهاجم را قطع و در مناطق CRISPR جای می دهد این انبار و مخزن از قطعات بریده شده DNA ویروسی به باکتری کمک میکند تا DNA ها مهاجم مشابه را شناسایی و توسط Cas آنها را تخریب و تجزیه کند. به تازگی محققین دریافتن که این سیستم را می توان به عنوان یک ابزار بسیار دقیق و هدایت شونده ویرایش ژن پیشنهاد داد که بسیار سریع تر، ارزان تر، و دقیق تر از هر سیستم و تکنیک دیگری است.
👇👇

http://drugdesign.ir/index.php/j-blog/211-crispr-cas

🏆 آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

📸 تصاویر زیبا از جنین حیوانات در رحم مادرشان
(فیل،پلنگ،دلفین و کوسه)
National geographic

آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

معرفی زبان برنامه نویسی R
نرم افزار R برای اولین بار به عنوان یک پروژه تحقیقاتی توسط راس ایهاکا و رابرت جنتلمن نوشته شد، و در حال حاضر توسط گروهی از متخصصان علم آمار به نام "تیم هسته نرم افزار R" با صفحه ای در آدرس www.r-project.org در حال توسعه می باشد. نرم افزار R بصورت رایگان در دسترس می باشد.
http://drugdesign.ir/images/blog/9781420063677.jpg
نرم افزار R حاوی محدودهٔ گسترده‌ای از تکنیک‌های آماری (از جمله: مدل‌سازی خطی و غیرخطی، آزمون‌های کلاسیک آماری، تحلیل سری‌های زمانی، رده‌بندی، خوشه‌بندی و غیره) و قابلیت‌های گرافیکی است. در محیط R، کدهای سی، سی++ و فورترن قابلیت اتصال و فراخوانی هنگام اجرای برنامه را دارند.گرچه نرم‌افزار R اغلب به منظور انجام محاسبات آماری به کار می‌رود، این نرم‌افزار قابل به کارگیری در محاسبات ماتریسی است و در این زمینه، همپای نرم‌افزارهایی چون متلب است. R، همچنین نرم‌افزار قدرتمندی برای ایجاد اشکال گرافیکی و نمودارهاست.

💎 نرم افزار R به سرعت در حال تبدیل شدن به مهم ترین زبان برنامه نویسی برای هر دو، زیست شناسان تجربی و محاسباتی است .به خوبی طراحی شده است، بسیار کارآمد و به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد شما می توانید از R برای تقریبا تمام موضوعات بیوانفورماتیک، پروتئومیکس، تجزیه و تحلیل آماری استفاده کنید ( بطور مثال NGS, Flow_Cytometry, Seqeunce manipulation انالیز دیتاهای میکروارری و بیانی ژن و... ) برای این کار پکیج Bioconductor در دسترس است که می تواند برای تجزیه و تحلیل و درک داده های ژنومی بدست آمده از آزمایشگاه های زیست شناسی مولکولی مورد استفاده قرار گیرد
در مطالب بعدی، تعدای از پکیج های پر کاربرد زبان R در بیوانفورماتیک را معرفی خواهم کرد
#برنامه_نویسی #R

آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

✍ سیستم بیولوژی چیست؟


آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

✍ سیستم بیولوژی چیست؟

برای سیستم بیولوژی تا به اکنون تعاریف بسیار متفاوت و گوناگونی ارایه شده و هنوز یک تعریف جامع و کامل که مورد توافق اکثریت باشد معرفی نشده است . از این رو سعی می کنم با ارایه تعاریف مختلف از منابع گوناگون، به همراه یکدیگر به درک درستی از مفهوم سیستم بیولوژی برسیم.
@practicalbioinformatics

💎تا کنون علوم زیستی و پزشکی درصدد کشف جزئیات فرایند های سلولی و مولکولی و نفوذ در ذرات جهان و جزئی نگری بوده اند و لیکن خداوند دو چشم بر انسان عطا فرموده است تا در حین توجه به جزئیات کلیات را نیز در نظر داشته باشد
توجه به جزئیات به تنهایی نمی تواند پاسخگوی سئوالات بشر و جهان پیچیده باشد همچنان که باید جزئیات را دید باید نگاهی نیز به تصویر کلی حیات داشت در چند سال گذشته دانشمندان متوجه شده اند برای مشاهده تصویری بزرگ از هستی، علاوه بر کشف ذرات، باید دیدی کلی به جهان داشت، این دانش به سیستم بیولوژی و یا نگرش سیستمیک به حیات و پدیده های مرتبط زیستی گفته می شود

💊سیستم بیولوژی و داروسازی
يكي از كاربرد هاي اصلي اين رشته كه امروزه هزينه ها و تمركز زيادي را به خود اختصاص داده است، استفاده از سيتم بيولوژي در مدل سازي اثر دارو ها در سلول هاي هدف و ميسر هاي بيوشيميايي درگير است. دانشمندان اميدوارند كه در آينده نزديك با مدل سازي هاي دقيق تر بتوانند دارو هاي اختصاصي تر با اثرات جانبي كمتر و بهينه را طراحي كنند.
@practicalbioinformatics
به عنوان مثال نشان داده شده است كه گيرنده فاكتور رشد اپيدرمال كه امروزه مورد هدف بسياري از دارو هاي جديد سرطان است، متعلق به يك خانواده است كه چهار نوع از انواع گيرنده هاي هم خانواده را شامل مي شود. نشان داده شده است كه اين گيرنده ها توسط 30 بر همكنش مختلف با مولكول هاي متفاوت تحريك مي شوند. فلذا اين بر همكنش پيچيده ايجاب مي نمايد كه دياگرام و طرحي از نحوه ي عملكرد اين مولكول ها و نقش هر كدام از آن ها را داشته باشيم. در اين صورت براحتي و با هزينه كم مي توانيم اثر هر نوع دارويي را كه طراحي مي كنيم در نحوه عملكرد اين تركيب پيچيده پيش بيني كنيم. بعلاوه مدل هاي كه توسط سيستم بيولوژي طراحي مي شوند اين امكان را فراهم مي كنند كه واكنش سلول و مسير هاي بيوشيميايي آن را نسبت به شرايط محيطي كه نمي توان براحتي در آزمايشگاه مطالعه كرد را آناليز كنيم.
به طور كلي دانش سيستم بيولوژي بر سه پايه اصلي استوار است:
جمع آوري و ادغام داده هاي آزمايشگاهي
پردازش داده ها
مدل سازي
موضوعات اصلي در سيستم بيولوژي شامل آناليز شبكه هاي مختلف است كه مهمترين اين شبكه ها عبارتند از :
شبكه هاي ژني
شبكه هاي برهمكنش پروتئين ها
شبكه هاي متابوليسمي
شبكه هاي سيگنالي
و...
http://drugdesign.ir/images/blog/sysbio.jpg

واضح است كه براي مدل سازي هر كدام از اين شبكه ها با توجه به ويژگي هاي كه هر كدام از آن ها دارند از روش ها و الگوريتم هاي خاصي استفاده مي شود ولي آن چه مهم است اين است كه در نهايت هدف سيستم بيولوژي رسيدن به يك مدل واحد و كشف ارتباطات بين اين شبكه ها و نقش آن ها در حيات سلول ، ارتباط بين سلول ها و شرايط محيطي و در نهايت پاسخ موجود به تغييرات محيطي است.
منبع: دانشگاه علوم پزشکی بقیة الله
#سیستم_بیولوژی #بیوانفورماتیک #شبکه


آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ

💎هدف اصلی در سیستم بیولوژی این است که قادر به فهم و تغییر، در مکانیسم های مولکولی اصلی سیستم های زیستی باشیم.
اهداف سیستم بیولوژی
1. اندازه گیری پاسخ های در سطح مولکولی و دیگر خروجی های سیستم های زیستی و شبکه ها
2. فرموله کردن شبکه های زیستی به زبان ریاضی
3. بازسازی مدل های شبکه زیستی، حاصل از داده های تجربی و یا اطلاعات پایگاه داده
4. به روش محاسباتی پیش بینی می کند که یک شبکه، تحت شرایط آزمایشی جدید، چگونه رفتار می کند
5. تست و آزمایش پیش بینی های محاسباتی بصورت تجربی و آزمایشگاهی
6. بفهمیم در یک بیماری کدام مکانیسم های شبکه تغییر کرده است.
7. طراحی "داروها، شرایط خارجی، محیط های مصنوعی و یا مولکول ها" برای ایجاد تغییرات در شبکه های زیستی


✍ مقدمه ای بر شبکه های زیستی

در گذشته، تکنیک های سنتی آزمایشگاهی برروی برهمکنش های تکی تمرکز داشت، به عنوان مثال:
پروتئین 1 ⬅️ ژن2 را تنظیم می کند
سیستم بیولوژی مدرن از چندین نوع از روش های اندازه گیری برای توصیف، شناسایی و مدل سازی شبکه های زیستی استفاده می کند.
1. اندازگیری در هر دو مقیاس بزرگ و کوچک
2. اندازه گیری با توان بالا High-throughput
3. سنجش و اندازه گیری کمی و/ یا کیفی
به جای تجزیه و تحلیل اجزاء و عناصر تکی مانند ژن ها و پروتئین ها، هدف شناخت و درک سیستم به عنوان یک مجموعه کل (رویکرد جامع) است
http://drugdesign.ir/images/blog/net.jpg

✍انواع شبکه های بیولوژیکی

شبکه های رونویسی
شبکه های سیگنالینگ
شبکه های متابولیک
شبکه های برهمکنش پروتئین – پروتئین
شبکه های دارو-هدف
شبکه های ژن-بیماری
شبکه های عصبی
شبکه های زیست محیطی
شبکه های اپیدمیولوژیک
و ...

در مطالب بعدی بیشتر درباره شبکه ها توضیح خواهم داد.

#سیستم_بیولوژی #بیوانفورماتیک #شبکه

ویدیو کلیپ و مطالب آموزشی در کانال آزمایشگاه بیوانفورماتیک پارس سیلیکو👇
https://telegram.me/joinchat/BAf7RjvM0GlPgHBuk_JBEQ