Matematinis DNR mechanikos modeliavimas, siekiant suprasti epigenetinių modifikacijų įtaką DNR funkcijai (DNAmod)

 

Projekto nr.: S-MIP-21-5

Projekto aprašymas:

DNR epigenetinės modifikacijos daro didelę įtaką šios molekulės funkcijai, nuo jų priklauso genų ekspresija ir įvairių ligų atsiradimas. Jei geriau suprastume, kaip modifikacijos keičia DNR mechaniką ir funkciją, galėtume lengviau identifikuoti taikinius epigenetinei intervencijai. DNR struktūra yra labai sudėtinga, todėl jos savybių tyrimams tenka naudoti tarpdisciplininius įrankius, tokius kaip biologiniai eksperimentai, bioinformatiniai metodai ir matematiniai modeliai. Matematinis modeliavimas yra itin naudingas tiriant DNR struktūrą, dinamiką ir sąveikas su baltymais.

Remiantis cgDNA modeliu, kuriame DNR molekulė modeliuojama kaip kietų kūnų sistema, projekto metu bus kuriami matematiniai metodai DNR epigenetinių modifikacijų paveiktiems fizikiniams procesams tirti. Pirmiausia tirsime dviejų DNR bazės citozino modifikacijų, metilinimo ir hidroksimetilinimo įtaką DNR molekulės struktūrai ir jos biofizikinėms savybėms. Taip pat, naudojant cgDNA modelį, sieksime suprasti, kodėl kai kurios DNR sekos dažniau būna prie nukleosomų. Savo modeliavimo įrankius pritaikysime CpG salų (genomo sričių, kuriose yra aukšta dviejų nukleotidų, citozino ir guanino, sekos koncentracija) tyrimui – bandysime suprasti galimas mechanines tokių salų priežastis. Galiausiai, tirsime DNR mutacijų mechaninę įtaką DNR funkcijai. Mūsų teorinius tyrimus papildys projekto partnerių biologinių eksperimentų duomenys ir įžvalgos.

Projekto finansavimas:

Lietuvos mokslo tarybos parama moksliniams tyrimams, Mokslininkų grupių projektai

Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2021-04-01 - 2024-03-31

Projekto koordinatorius: Kauno technologijos universitetas

Projekto partneriai: Oksfordo universitetas, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)