Введение к работе
Актуальность проблемы. Изменчивость генома на уровне популяций -основной предмет изучения популяционной и эволюционной генетики. Ее изучение важно как с теоретической точки зрения - для понимания генетической структуры популяции, филогенетических соотношений между различными популяциями и видами, так и с точки зрения практики, когда, например, необходимо идентифицировать и классифицировать различные вирусные варианты. Также сегодня широко обсуждаются новые методы анализа популяционных данных и оценки эволюционной зависимости между генетическими последовательностями в судебно-медицинской практике ("случай флоридского дантиста"), установлении отцовства и т.д. Кроме того, возросший интерес к исследованиям высокоизменчивых вирусов, среди которых особое внимание сосредоточено на Вирусе Иммунодефицита Человека, требует разработки новых более совершенных подходов к изучению генетической изменчивости.
Поскольку большинство известных на сегодняшний день моделей разрабатывалось в предположениях низкой интенсивности генетической изменчивости, они оказались малоэффективными при изучении высоковариабельных геномов. Адекватные же представления о динамике и характере генетической изменчивости необходимы как при исследовании характера протекания различных заболеваний, так и при разработке эффективных лекарственных препаратов и вакцин.
Все вышеперечисленное помимо фундаментального, имеет несомненное практическое значение, что и определяет актуальность данной работы.
Цель. Целью данной работы является анализ имеющихся и развитие новых подходов при моделировании генетической изменчивости, а также установлении границ их применимости.
Научная новизна работы.
Проведен анализ существующих подходов к изучению генетических
данных и моделированию генетической изменчивости.
Проведено усовершенствование методов отображения символьных последовательностей в пространстве числовых векторов.
Проведена модификация моделей генетической изменчивости с учетом различий участков генома по вариабельности.
Усовершенствованы методы оценки эволюционной близости между генетическими последовательностями с учетом стохастичности параметров генетической изменчивости.
Предложен подход к моделированию генетической изменчивости на уровне популяций.
С помощью разработанных подходов проведено моделирование динамики нуклеотидных замен УЗ-петли gpl20 на множествах нуклеотидных генетических последовательностей принадлежащих субтипам А и С ВИЧ-1. Предложен метод выявления концентрационного консенсуса.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации были представлены на:
5-ой и 6-ой Международных конференциях "СПИД, рак и родственные
проблемы" (Санкт-Петербург 1997-98гг).
Юбилейной научной конференции МФТИ (Москва 1998г).
По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 123 страницах машинописного текста, включая 1 таблицу, 21 рисунок. Работа состоит из разделов "Введение"(часть I), "Обзор литературы" (часть II), "Собственные исследования" (часть III), "Графический и иллюстративный материал" (часть IV), "Выводы".
Библиографический список включает 95 наименований.