Biológiai hálózatok átfedő modularizálását végző számítógépes programok és azok alkalmazási területei

A disszertációmban bemutatott tudományos munkám célja, hogy a bonyolult biológiai rendszerek megértését segítsem elő olyan informatikai programok fejlesztésével, amelyek segítenek az élő rendszereket leíró hálózatos modellek szerkezetének feltérképezésében. A dolgozatomban a ModuLand nevű fuzzy modu...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Main Author: Szalay-Bekő Máté
Other Authors: Csermely Péter
Papp Balázs
Format: Dissertation
Published: 2014-04-11
Subjects:
doi:10.14232/phd.1963

mtmt:2781782
Online Access:http://doktori.ek.szte.hu/1963
Description
Summary:A disszertációmban bemutatott tudományos munkám célja, hogy a bonyolult biológiai rendszerek megértését segítsem elő olyan informatikai programok fejlesztésével, amelyek segítenek az élő rendszereket leíró hálózatos modellek szerkezetének feltérképezésében. A dolgozatomban a ModuLand nevű fuzzy modularizálási eljárás informatikai megvalósítását és az eljárás gyakorlati példákon való alkalmazását ismertetem. Az általam megvalósított program segítségével vizsgálhatóvá válik tetszőleges irányítatlan hálózat hierarchikus modulszerkezete. A program képes a modulok központi régióinak meghatározására, valamint a hálózat egyes pontjainak a modulszerkezetben betöltött szerepének számszerű jellemzésére. Például egy fehérje-fehérje kölcsönhatási hálózat esetén megállapítható, hogy az adott fehérje mennyire játszik központi szerepet egy funkcionális modulban, vagy épp mennyire alkot hidat különböző funkcionális modulok között. Az általam fejlesztett plug-in-t számos biológiai kutatás során felhasználtam részben én, részben a kutatócsoportom tagjai és részben más nemzetközi kutatócsoportok. Az Escherichia coli baktéirium Met-tRNS szintetáz fehérjéjének térszerkezetét modellező aminosav hálózat esetében összevetettem a hálózat modulszerkezetét a fehérje domain szerkezetével, illetve megvizsgáltam az enzim katalitikus központja és antikodon kötőhelye közötti konformációs változások továbbadásáért felelős aminosavak modulszerkezetben betöltött pozícióját és ezek sajátosságait. A ModuLand plug-in használatával munkatársaimmal közösen összehasonlítottuk a Buchnera Aphidicola és Escherichia coli baktériumok metabolikus folyamatait leíró hálózatokat, kimutatva az előbbi élőlénynél a szabadon élő, illetve az utóbbi esetében a szimbióta életmódból fakadó különbségeket a metabolikus hálók modulszerkezeteiben. Az általam megvalósított ModuLand plug-in-t 2012-es publikálása óta több mint 150 kutató töltötte le és több nemzetközi publikációban közölt, tőlem független kutatásnál felhasználásra került.