Raskere søk etter nye antibiotika

14.03.17 Vibeke Os
Vi gjør oppmerksom på at denne artikkelen er over to år gammel, og kan ha innhold som er utdatert.

I Tromsø er det mange forskere som leter i sjøen og i organismer fra havet etter forbindelser som kan brukes til medisiner. Informatiker Edvard Pedersen har effektivisert DNA analysene som kan gi forskerne avgjørende ledetråder.

dna
Edvard Pedersen har jobbet med å forbedre søkeverktøyene som kan hjelpe forskerne å matche nye DNA sekvenser med arvestoff som allerede er kartlagt og ligger lagret i verdens DNA biblioteker. Foto: Colourbox

Noe av det første som sjekkes når en sjøanemone eller en klatt gjørme på havbunnen skal analyseres for medisinske egenskaper, er DNA – kan man finne en interessant match i de internasjonale DNA bibliotekene?

Funn i bibliotekene kan si noe om hvilken funksjon DNA fragmentet har i organismen. Det er forbløffende likheter i hvordan for eksempel immunforsvar ivaretas i ulike organismer, og det gjenspeiles også med stor likhet i DNA koden. Et DNA fragment fra en sjøanemone som matcher andre gener knyttet til bekjempelse av infeksjoner, vil med stor sannsynlighet også ha tilvarende rolle hos dette sjødyret.

Enorme datamengder krever effektive analytiske verktøy

Etter hvert som verdens DNA banker vokser knyttes det store utfordringer til hastigheten på søk i DNA registrene. Hver eneste dag avdekkes nye genetiske koder, verdens DNA biblioteker inneholder mange millioner DNA profiler. Den eksplosive veksten i arvemateriale skyldes forbedrede teknikker for å avlese DNA koden. Ifølge Edvard Pedersen gjør dette at fokus nå skifter fra utfordringene med å få kartlagt DNA til å kunne håndtere de enorme mengdene med data. Store internasjonale biblioteker forvalter DNA sekvensene og gjør at alle som har et ukjent DNA fragment kan bruke bibliotekene til å finne ut hva den gitte sekvensen koder for.

Filtrering gir effektive søk

-Datamengdene er enorme og øker eksponensielt, vi tenger derfor et verktøy som klarer å navigere i dette kaoset av informasjon på kortest mulig tid, forteller Pedersen. Vi har funnet ut at moderne databehandlingsteknikker kan redusere kostnadene ved noen typer bioinformatiske analyser med over 90%.

Portrett Pedersen
Asker-mannen Edvard Pedersen er etter fullført doktorgrad nå ansatt ved Kongsberg Spacetec, der han utvikler systemer for håndtering av data fra satellitter. Foto: Privat

Denne kostnadsbegrensningen skjer gjennom å innføre nye mekanismer for filtrering av data og med det begrense mengden data som blir behandlet i hvert søk . Pedersens eksperimenter viser at hans nye modell kan brukes av eksisterende analysesystemer, og kan øke ytelsen opptil 14 ganger for månedlige oppdateringer av resultater. Denne forskningen kan bidra til at nye bioinformatiske analysemetoder kan tas i bruk og kan effektivisere søken etter nye unike medikamenter fra blant annet havet.

EU satser 9,5 millioner euro på marin bioprospektering

Edvard Pedersen har skrevet en doktorgradsavhandling om analyse av biologiske data, med tittel: «A data management model for large-scale bioinformatics analysis». Under doktorgradsarbeidet ble han veiledet av Lars Ailo Bongo, Institutt for informatikk og Nils Peder Willassen, Institutt for kjemi, begge ved UiT-Norges arktiske universitet. Arbeidet hans var tilknyttet det europeiske prosjektet, ELIXIR.




På Twitter   #norgesarktiske