Группа ученых из России, США, Канады и Германии разработала веб-сервис, позволяющий комплексно изучать биологические процессы в клетках. Программа, получившая название GAM («Genes and Metabolites»), обнаруживает связи между изменениями в метаболизме и генах. Работа с сервисом, находящимся в открытом доступе, поможет ученым в создании новых средств от рака и аутоиммунных болезней. Статья с описанием принципов работы сервисов опубликована в журнале Nucleic Acids Research.

Автором веб-версии программы, ранее уже показавшей свою эффективность, стал сотрудник Университета ИТМО Алексей Сергушичев. Программа сравнивает исходные данные по концентрациям метаболитов и экспрессии генов с базами KEGG, в которых описано большинство биологических процессов в стандартном состоянии. Затем она строит граф, вершинами которого являются те из веществ, которые претерпели серьезные изменения, а ребрами — путь их превращения в ходе химических реакций.

Для каждой вершины программа определяет вес, то есть показатель значимости метаболита в общем процессе, зависящий от отклонения его концентрации от нормы. Таким образом, можно идентифицировать процессы в клетке через анализ двух состояний: контрольного (нормального) и при воздействии внешнего фактора.

Метод хорошо подходит для нецелевого анализа сети реакций, когда неизвестно, какие закономерности нужно искать. В то же время он помогает обнаружить сигнальные вещества, от которых иммунная система получает информацию об изменениях в метаболизме, и изучить их роль во внутриклеточных процессах. Совместный анализ экспрессии генов и изменений концентраций метаболитов сужает площадь поиска и позволяет выделить из сложной сети реакций фрагмент, интуитивно понятный для исследователей.