Marine

Η πιλοτική δραστηριότητα Θαλάσσιας Βιολογίας στοχεύει στην αξιοποίηση της Βιοπληροφορικής για την αποδοτικότερη ανάλυση “ομικών” δεδομένων που αφορούν τα θαλάσσια οικοσυστήματα και την ενίσχυση εθνικών στόχων όπως τον βιοχημικό χαρακτηρισμό θαλάσσιων οργανισμών, την βιοεπισκόπηση (bioprospecting), την παρακολούθηση της θαλάσσιας βιοποικιλότητας.
Τα πειράματα και οι περιβαλλοντικές καταγραφές του Ινστιτούτου Θαλάσσιας Βιολογίας Βιοτεχνολογίας και Υδατοκαλλιεργειών (ΙΘΑΒΒΥΚ/ΕΛΚΕΘΕ): α. καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα ταξινομικών ομάδων από ιούς, προκαρυωτικά / ευκαρυωτικά μικρόβια και μικροφύκη έως ψάρια, β. διερευνούν τη δομή και λειτουργία θαλάσσιων βιοκοινοτήτων και οικοσυστημάτων, γ. ενδεικτικά περιλαμβάνουν: περιβαλλοντική αλληλούχιση: (metabarcoding, μεταγονιδιωματική, μετα-μεταγραφωματική), στοχευμένη μεταβολομική, γονιδιωματική/φυλογονιδιωματική και ομικές εφαρμογές σε ψάρια υδατοκαλλιεργειών.
Το Ελληνικό Ινστιτούτο Παστέρ (ΕΙΠ) και το Ινστιτούτο Επιστημών Χημικής Μηχανικής (ΙΕΧΜΗ/ΙΤΕ), μεταξύ άλλων, διαθέτουν εμπειρία στην ανάλυση µη κωδικοποιών αλληλουχιών RNA (non-coding RNA), και στην ανάλυση δεδομένων μεταβολομικής, αντίστοιχα.
Η σύμπραξη ΙΘΑΒΒΥΚ, ΕΙΠ, ΙΕΧΜΗ, μέσω του ΕLIXIR-GREECE στοχεύει:

• Στην χαρτογράφηση σχετικών αναγκών, διαθέσιμων πόρων και εργαλείων Βιοπληροφορικής σε εθνικό επίπεδο
• Σε εξυπηρέτηση αναγκών ανάλυσης ομικών δεδομένων θαλάσσιας βιολογίας όπως:
• αξιολόγηση ροών εργασίας (pipelines) ανάλυσης δεδομένων Αλληλούχισης Νεας Γενιάς μεταγραφώματος θαλάσσιων οργανισμών μη-μοντέλων, μεταγονιδιωματικής ανάλυσης αλληλουχιών δειγμάτων από θαλάσσια οικοσυστήματα
• ανάλυση δεδομένων στοχευμένης μεταβολομικής και εξόρυξης γνώσης από την βιβλιογραφία

Metabolomics

Υπολογιστική Μεταβολομική Ανάλυση και Ανάλυση Πρωτεϊνικών Δικτύων

Ο μεταβολισμός αποτελεί σημαντικό τμήμα της μοριακής φυσιολογίας. Επομένως, η διερεύνηση και προσδιορισμός της δομής και ρύθμισης των μεταβολικών μονοπατιών είναι ιδιαίτερης σημασίας για την ολοκληρωμένη κατανόηση της κυτταρικής λειτουργίας και των μηχανισμών που χαρακτηρίζουν τις διαταραχές της. Στο πλαίσιο αυτό, η υψηλής ακρίβειας και αξιοπιστίας χαρτογράφηση της ενεργότητας μεταβολικών δικτύων σε διαφορετικές συνθήκες φυσιολογίας είναι μεταξύ των κύριων στόχων της συστημικής βιολογίας σε διάφορες βιολογικές/βιοτεχνολογικές και βιοϊατρικές εφαρμογές. Η μεταβολομική ανάλυση έχει αναδειχθεί πρόσφατα στην υψηλής απόδοσης ποσοτική ανάλυση του προτύπου (προφίλ) συγκέντρωσης των ελεύθερων μεταβολιτών μικρού μοριακού βάρους, που ενεργούν σαν αντιδρώντα και προϊόντα στις μεταβολικές αντιδράσεις. Επομένως, το μεταβολικό αυτό πρότυπο (προφίλ) παρέχει ένα αποτύπωμα της μεταβολικής ενεργότητας, μέσω της ταυτόχρονης ανάλυσης δεκάδων έως εκατοντάδων μορίων παθοφυσιολογικού και φαρμακολογικού ενδιαφέροντος.
Ενώ οι μεταβολίτες έχουν κύρια αναλυθεί στο πλαίσιο του ρόλου τους ως αντιδρώντα ή προϊόντα των μεταβολικών δικτύων, οι περισσότεροι τα περισσότερα από αυτά επιτελούν και ρυθμιστικό ρόλο όσον αφορά το ρόλο της ενεργότητας πρωτεϊνών, μετέχοντας σε πολλές βιολογικές διεργασίες και συμβάλλοντας στις παραμέτρους που ορίζουν το ενεργό πρωτεϊνικό δίκτυο σε συγκεκριμένες συνθήκες φυσιολογίας. Σε αυτό το πλαίσιο, ο προτυποποιημένος συνδυασμός μεταβολομικών και πρωτεωμικών δεδομένων για την ολοκληρωμένη και συνδυαστική ανακατασκευή και ανάλυση των μεταβολικών και πρωτεϊνικών δικτύων των βιολογικών συστημάτων μπορεί να εξελίξει τη μέχρι σήμερα θεώρησή μας για τους μηχανισμούς που διέπουν σημαντικές βιολογικές διεργασίες και σοβαρές παθοφυσιολογίες.

NC-Biomarkers

Πιλοτική μελέτη για εύρεση βιοδεικτών από ncRNA.

Οι επιμέρους ενέργειες/εργασίες της δράσης είναι:

• Λειτουργικός σχολιασμός επιγενετικών και μεταγραφικών ρυθμιστικών παραγόντων. Στην ενότητα αυτή θα πραγματοποιηθεί συλλογή δεδομένων για λειτουργική δραση επιγενετικών και μεταγραφικών ρυθμιστικών παραγόντων από πολλαπλές πηγές (RNA-Seq, sRNA-seq, CLIP-Seq, ChIP-Seq and DNase-Seq) αλλά και γενετικών δεδομένων από το GWAS Catalog και τη βιβλιογραφία.
• Εξαγωγή μοριακών υπογραφών. Απώτερος στόχος στην ενότητα αυτή είναι η ανάπτυξη συστηματικών μεθόδων για εξαγωγή μοριακών υπογραφών. Η συγκεκριμένη προσέγγιση έχει σημαντικό όφελος, καθώς εξορθολογίζει το κόστος πειραματικής υλοποίησης, προκρίνοντας μόνον τους πλέον αξιόλογους από πληροφοριακής αξίας δείκτες, στη σύνθεση προβλεπτικών μοντέλων.
• Διαλεύκανση των ρυθμιστικών μονοπατιών στην ομοιόσταση και την κακοήθεια. Στη συγκεκριμένη ενότητα εργασίας, τα δεδομένα έκφρασης ολόκληρου του μεταγραφώματος (mRNAs, ψευδογονίδια, lncRNAs και μικρά RNAs), καθώς και πληροφορίες για τους ρυθμιστές (upstream και downstream) των lncRNAs (όπως προσδιορίστηκαν στον πρώτο στόχο), συμπεριλαμβανομένων και των λειτουργικών SNPs που θα εντοπιστούν, θα χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση ρυθμιστικών μονάδων και ρυθμιστικών μονοπατιών.

Pathogens

Πλατφόρμα μεταγενωμικής ανάλυσης παθογόνων

Η συγκεκριμένη δράση εστιάζει στην ενίσχυση της διάγνωσης μολυσματικών νοσημάτων, η επιδημιολογική διερεύνηση και έλεγχος των επιδημικών εξάρσεων, η κατανόηση προτύπων μετάδοσης, η ανάπτυξη στοχευμένων σε ανθεκτικά στελέχη εμβολίων και η διασαφήνιση της μοριακής βάσης της αντιβιοτικής ανθεκτικότητας.
Η δράση θα επιτρέψει επίσης την επέκταση σε ταχέως αναπτυσσόμενους τομείς της έρευνας και της ανάπτυξης, συμπεριλαμβανομένων: α) μεταγραφωμικών μελετών διασαφήνισης των μηχανισμών των χρόνιων ασθενειών, β) αλληλεπιδράσεων ξενιστή-μικροβιών και των επιπτώσεών τους στην παθολογική εκδήλωση, στη διάρρηξη της ομοιόστασης και της συμβολής σε αυτή του ανθρώπινου μικροβιόματος, γ) έλεγχο ποιότητας των βιολογικών προϊόντων, δ) αντίστροφη σχεδίαση εμβολίων και ανάλυση του παν-γονιδιώματος των διαφόρων παθογόνων. Θα υποστηρίξει επίσης τη λειτουργία της υποδομής σάρωσης High Content, με χρήση νεωτερικών τεχνολογιών ανάλυσης εικόνας, με σκοπό τον εντοπισμό λειτουργικών παραγόντων έναντι λοιμωδών ή νευροεκφυλιστικών νοσημάτων.
Προκειμένου να επιτευχθεί βελτιστοποιημένη και εξειδικευμένη στον ασθενή θεραπεία, απαιτείται η ταχεία και αξιόπιστη διασύνδεση δείγματος με αποτέλεσμα, που παρέχει μια λεπτομερή εικόνα της νόσου και των παθογόνων στελεχών, όπως και των ανθεκτικοτήτων τους. Είναι επίσης σημαντικό να προσδιοριστούν είδη βακτηρίων, τα οποία μπορούν ενδεχομένως να εμπλέκονται σε ενδονοσοκομειακές λοιμώξεις.
Τελικός στόχος είναι η ανάπτυξη αλγοριθμικών ροών που θα περιλαμβάνει την βιοπληροφορική ανάλυση και ερμηνεία δεδομένων νέων τεχνολογιών NGS για τη διάγνωση των Βακτηριακών Λοιμώξεων και του προφίλ Μικροβιακής Ανθεκτικότητας.