Культурологічне дослідження.

Як я і обіцяла, буде про кіно, тобто про два фільма. Один я примусово переглянула в автобусі "Німеччина-Львів" аж двічі, а на інший був культпохід в кінотеатр. Цікаво те, що обидва фільми абсолютно про те саме, з такими ж однаковісінькими персонажами і режисерскими "знахідками". Тільки один виробництва Росії і називається "Сільський вчитель" на 8 серій, а інший – німецького виробництва і називається "Fack ju Göhte", поки що лише 2 серії. Втім, хоч канва дуже подібна, акценти місцями розставлено у відповідність до розповсюджених кліше, що панують у двох дискурсах так, що на виході у нас получається "два мира-два шапиро".

Канва обох фільмів проста і незатійлива: мужик, після життєвих пертурбацій, потрапляє учителем в безнадійну школу з жахливими підлітками. Дякуючи харизмі і педагогічному таланту вчителя, всього за рік засранці стають сумлінними учнями і розкриваються як позитивні характери: затравлені стають впевненими в собі, талановиті знаходять свій шлях. І там, і там, вчитель кадрить вчительку літератури – прослідковується любовна лінія. І там, і там вчитель має розбиратись з закоханими в учителів учнями. І там, і там вчителю вдається провернути соціально значимі проекти для суспільного блага. Випуклі характери і там, і там – однаковісінькі: учениця переднього плану, сексуально заклопотані пацани, авторитарна директорка, недолуга авторитарна вчителька, затравлений лузер. Але на цьому загальна подібність закінчується і починається різниця в деталях, які цілком відображають цайтгайст. В обох фільмах ми маємо справу з гіпертрофованою дійсністю. Тільки в "Сільському вчителі" максимум відкрутили кран пафосу, епічності, духовності і патріотизму, а в "Fack ju Göhte" – врубили повністю протилежний тумблєр – порушення всіх правил і неполіткоректне знущання над цінностями.

Отже, Зекі Мюллєр vs. Лев Тихонов.

Головний герой і шлях потрапляння його в таке непросте педагогічне середовище.

Герой "Сільського вчителя" – Лев Тіхонов, москвич, інтєллігєнт, працював в елітному московському коледжі вчителем історії, мав московську квартирку в спадщину від бабусі і подругу – переспективну скрипачку. Потім квартирку віджали, шляхом нехитрих маніпуляцій з заповітом, понаїхавші в столицю наглі і безкультурні родичі з провінції. Скрипачка одразу передумала виходити за нього заміж і з елітного коледжа його також погнали за власним бажанням через нетрадиційні методи викладання. Герой складає підручники в стопочку і бреде багато кілометрів по засніжених полях в єбєня, тобто деревню Раздольє, де вчителя історії бракувало давно. Потім надягає костюмчик і йде до учнів.

w1ba48n7gwrz

Герой "Fack ju Göhte" – Зекі Мюллєр, бедбой, з еміграційним бекграундом і без освіти, щойно відсидів в тюрмі за грабіж. Від своєї подруги

скрипачки
стриптизерки, дізнається, що награбоване бабло надійно закопане. Однак на цьому місці встигли побудувати спортзал загальноосвітньої школи імені Гьотє. Герой підробляє документи, влаштовується туди вчителем і у вільний від роботи час робить підкоп під спортзал. Зранку вдягає футболку і джинси і йде до учнів.

Zeki

Директорки.

Авторитарна директорка школи в Раздольє Агрипіна Борисівна Сидоренко постійно строїть вчителю козні, бо не розуміє, чого цей приперся в село, мабуть хоче її підсидіти.

595069

Авторитарна директорка гімназії імені Гьотє Гудрун Герстер сама підроблює документи для вчителя, оскільки збагнула, що тільки він може дати раду цим головорізам, бо він ще брутальніший, ніж вони.

fack-ju-goehte-zwei-112_v-ARDFotogalerie

Авторитарні вчительки.

В "Сільському вчителі" такою є вчителька математики Раїса Петрівна. Вважає всіх дітей дебілами, вимагає старанності і послуху. Втім, діти пишуть контрольні на двійки, мабуть з протесту.

В "Fack ju Göhte" – такою вчителькою є хімічка Інгрід Ляймбах-Кнорр. Вона також намагається бути авторитарною, але нерви здають і вона то сама викидається з вікна, то її підривають на уроці, то підміняють заспокійливе на галюциноген.

Проблемний клас.

В "Сільському вчителі" Тіхонову дістається 10й клас, де всі просто загноблені безперспективністю і мріють стати трактористами, а історія їм на фіг не треба. Вчитель одразу бере темп і пояснює, що у них в житті офігєнні перспективи, з ентузіазмом розмахуючи руками.

595065

В "Fack ju Göhte" Мюллєр отримує 10й клас натуральних засранців, які тикають йому фак з шкільного подвір”я, замість того, щоб йти на урок. Він розстрілює їх пейнтбольного маркера, заганяє в клас. Пише на дошці "всім заткнути пельку, не задавати питань і користуватись дезодорантом", пояснює, що вони все одно дауни, перспектив у них в житті нема і сідає гортати каталог, закинувши ноги на стіл.

maxresdefault

Учениця переднього плану.

В "Сільському вчителі" учениця Марина Івочкіна, простая русская девушка, позбавлена пошлості і виглядає, як Тетяна Ларіна. Власне, в цьому селі взагалі всі позбавлені пошлості, крім продавщиці, яка просто нормальна, а не возвишена. Марина Івочкіна співає в хорі протяжні народні пісні в сарафані. Відмінниця, але не вірить у власні сили. Вчителю вдається переконати її в талантах. Марина серйозно задумується поступати в Москву.

606061

В "Fack ju Göhte" учениця Шанталь, нахабна терор-туссі з блакитними тінями, яскравою помадою і на підборах. Мріє стати зіркою ютьюба. Вчителю вдається переконати її, що вона прихований геній, але в кінці фільму все ж визнає, що вона безнадійно тупа. Позбувшись тягаря геніальності, Шанталь відчуває помітне полегшення і вирішує продовжити кар”єру зірки ютьба.

459867.jpg-c_640_360_x-f_jpg-q_x-xxyxx

Любовна лінія між головним героєм і вчителькою.

В "Сільському вчителі" Лев Тіхонов закохується взаємно у вчительку російської мови і літератури Валентину Миколаївну Теплову, яка одружена з чурбаном неотесаним. Валентина Миколаївна високодуховна, високоморальна і інтелігентна. Всі вісім серій вони томно зітхають, ходять по чрезі до батюшки зі сподіванням трошки розігнути скрепи, але батюшка каже – гріх. Тільки в останній сцені Валентина Миколаївна біжить слідом за Львом Сергійовичем по полям, залишаючи глядачу сподівання, що у них може ще щось получиться.

595073

В "Fack ju Göhte" Зекі Мюллєр також закохується взаємно у вчительку німецької мови і літератури Елізабет Шнабельштедт, яка ні з ким не одружена, хоч колись мала роман з амбіційним вчителем з престижної гімназії. Елізабет високодуховна, високоморальна та інтелігентна ідеалістка. Втім, в Німеччині зі скрепами так собі, тому у них з Зекі трапилось все досить швидко.

der-schauspieler-elyas-m-barek

Любовна лінія між вчителем і учнем.

В "Сільському вчителі" у Лева Тіхонова закохується учениця першого плану Марина Івочкіна і вчитель пробує якось акуратно відвадити її від себе, не поранивши почуттів. На допомогу кличе також Валентину Миколаївну, щоб та поговорила зі своєї жіночої сторони. Однак це не получається, бо Марина збагнула, що у тих почуття і почала ревнувати. Розрулити вдалось тільки завдяки закоханому в Марину однокласнику Агафонову.

В "Fack ju Göhte" у вчительку Елізабет закохується аутичний учень Етьєн і вчителька пробує якось акуратно відвадити його від себе, не поранивши почуттів. Закі цинічно використовує цю закоханність, аби заманити його в подорож, бо по квотам в подорож треба інваліда. Врешті решт, Елізабет по непорозумінню показує цьому учню по скайпу сіські і у Етьєна любов проходить, про що він сповіщає вчительці. Ошарашена Елізабет дивується, як воно так само собою розрулилось, на що Закі пояснює йї: от бачиш, крім мене тебе ніхто не хоче трахати.

Розрулювання вчителем навколосексуальних проблем учениці першого плану.

В "Сільському вчителі" учениця Марина Івочкина стала жертвою подонків-однокласників, які намагались її згвалтувати. Директорка, не розібравшись, образила Марину, уособлення самої чистоти і невинності, страшним словом – кокотка! (фото кокотки дивитись вище). Марина зачинилась в собі і багато плакала. Учитель Лев Тихонов повинен якось допомогти подолати глибоку моральну травму.

В "Fack ju Göhte" Шанталь стала жертвою надмірної цікавості. Будучи в Таїланді, школярі, скористувавшись тимчасовою безпомічністю Зекі, почимчикували по нічним клубам, де бухали і розважались. Особливо зачарувались дітлахи повією, яка стріляла пінг-понговими кульками прямо
звідти. З часом з”ясувалось, що Шанталь відчуває певні проблеми, бо у неї пінг-понгова кулька застрягла прямо
там і учитель Закі повинен якось допомогти подолати цю глибоку фізіологічну незручність.

Моббінг лузера, який раптом став впевнений в собі.

В "Сільському вчителі" в школі діти травлять Костю Грищука, який заїкається, бо став свідком, як його папаша бувший афганець Михайло Петрович Грищук кидався з ножем на Славу Грищука – брата Кості. Лев Тіхонов розрулює сімейну драму Грищуків, а Костя тренується не боятись і не заїкатись. До кінця фільму йому це вдалось.

606064

В "Fack ju Göhte" в школі діти травлять аутиста Етьєна, який насправді інтелектуальний геній, але не може доторкатись до людей. Нові обставини, в яких опинився клас, дозволяють йому розкрити інтелектуальну сторону. Врешті решт, Зекі викидає його з човна у воду і той, трохи поміркувавши на тему тонути, чи спасатись, вимушений був вхопитись за протягнуті йому руки однокласників. До кінця фільму Етьєн здатний потиснути руку.

lucas-reiber-spielt-etienne

Брехня во благо.

В "Сільському вчителі" Лев Тіхонов прокручує педагогічний момент. З метою пристидити учнів за моббінг, розказує їм історію про двох дітей в фашистському концентраційному таборі, де над ними проводили медичні досліди. Російський хлопчик рятує циганського, з”ївши отруєну фашистами цукерку, хоч до того тільки і робив, що знущався над циганом. Діти ридають, глядачі ридають.

Вчителька, розчулено втираючи очі, питає Лева Тихонова, звідки він про цю історію почув. Лев каже, що щойно вигадав. Він взагалі став істориком, бо любить розповідати історії. А ви кажете – распятые мальчики.

В "Fack ju Göhte" Закі Мюллєр також прокручує педагогічний момент. З метою покращити стосунки дітей з батьками, збирає у дітей мобільніки і розсилає від їх імені батькам СМСки, що діти їх насправді люблять. Аутист Етьєн одразу робить йому закид в жорсткому маніпулюванні, на що Закі знизує плечима: якщо подумати, то ви дійсно їх любите. Батьки (майже всі), отримавши такі СМСки прозрівають і пишуть у відповідь щось подібне. Глядачі розчулено ридають.

Боротьба за соціальну справедливість з елементами шантажу.

В "Сільському вчителі" Лев Тихонов виявився задіяний не тільки в шкільних проектах, а й в житті села. Випадково дізнався, що сільський голова збагрив народну земельку під елітну забудову, а доход поклав собі в кишеню. Піп, дізнавшись про це від учителя, оголошує цю інфу прямо на службі. Трапляється народне заворушення, якого сценаристи самі злякались: "нехорошо баламутить народ". В результаті вчитель і піп заспокоюють народ, викрадають документи, роблять копії і самотужки шантажують сільского голову цими документами. Він розкаюється і каже, що більше цього робити не буде.

В "Fack ju Göhte" Зекі Мюллєр під час поїздки з учнями в Таїланд, де він полював за діамантами (які він приховав в плюшовій іграшці і вона опинилась в гуманітарній допомозі), випадково дізнався, що конкурентна школа, яка задіяна в міжнародному проекті допомоги Таїланду, насправді жирує на роботі таїландських дітей на нелегальних конопляних плантаціях. Зекі, зібравши волю в кулак, на очах учнів спалює конопляну плантацію. Але голова делегації конкурентної школи встиг вкрасти мобільнік Зекі і дізнався, що той шахрай. Рахунок 1:1. Тоді на голову делегації конкурентної школи сценаристи скидають балку і він втрачає свідомість. Дітлахи разом з Зекі роблять з ним сороміцькі фотки (Шанталь себе не стримувала) і шантажують потім його. Він не розкаюється, але проект передають школі, де працює Закі.

Головний виховний проект.

В "Сільському вчителі" всі 8 серій готується самий головний виховний проект – концерт самодіяльності з патріотичним наповненням силами учнів. В кожній серії до нього долучається все більше людей, шиються сарафани, кокошніки, куються кольчуги і мєчі, вивчаються пісні і древньоруська міфологія. Злі реакційні сили намагаються перешкодити такому корисному заходу – то заборонять використовувати приміщення, то спалять сцену і всі причандали. Але врешті решт, апогей фільму – сільський концерт по народно-патріотичним мотивам відбувається. Глядачі просвєтльонно уміляються, Станіславський регоче.

595070

В "Fack ju Göhte" Зекі Мюллєр знаходить свої діаманти в Таїланді, але вони потонули на дні затоки. Залучивши бездомних таїландських дітей, йому вдається їх виловити і він вже мріє, як відкриє кебабну по поверненню. Щойно спаливши конопляну плантацію можна вважати і моральну сторону довершеною. Але школярі раптом цікавляться, що буде з цими бідолашними бездомними дітьми, у яких навіть заробіток на плантаціях відібрали? У Зекі не залишається виходу, як на ці діаманти побудувати таїландським дітлахам сирітський дім, що вони і роблять. Глядачі просвєтльонно уміляються, Шанталь робить селфі, Станіславський регоче.

_1ca6431_crop_a4_gallery_large_landscape

Освітній ефект.

В "Сільському вчителі" Лев Тихонов очаровує дітей тематикою "предпосылки февральской революции" і патріотизмом. В кінці фільму навіть найтупіші демонструють глибокі знання в особливостях формування тимчасового уряду. Станіславський плаче.

В "Fack ju Göhte" учні збагнули, що Зекі зовсім не вчитель і ніякого Гьотє ніколи не читав. Тому вирішують самотужки прочитати Фауста і переказати його Зекі, аби той їх не покинув. Станіславський плаче.

Етнічні питання.

В "Сільському вчителі" деякі персонажі носять нарочито українські прізвища (Грищук, Сидоренко), натякаючи, що українці також росіяни.

В "Fack ju Göhte" деякі персонажі мають міграційний бекграунд: сам Зекі і учениця Зейнеп, натякаючи, що це тепер така німецька реальність.

Патріотизм.

В "Сільському вчителі" червоною ниткою проходить ідея: патріотом бути не соромно.

В "Fack ju Göhte" сама назва "Іпать таво Гйотє" цілком непатріотична.

Саундтрек і атмосфера.

В "Сільському вчителі" 8 серій протяжних народних напєвів і дєрєвєнской пасторалі.

В "Fack ju Göhte" рок, рок, рок, трошки поп, рок, рок, графіті і урбан стайл.

Фінальна інтрига.

В "Сільському вчителі" глядачі зрозуміли, що діти стали патріотичними ангелами з любов”ю до навчання, а Лев Тихонов полюбив єбєня всією душою. Аж тут вивляється, що московську квартирку друзі Льва віджали у провінційних родичів назад. Чи повернеться Лев в Москву, тим більше, що за ним слідом біжить Валентина Миколаївна?

В "Fack ju Göhte" глядачі зрозуміли, що діти стали хоч непатріотичними, але ангелами з любов”ю до навчання, а Зекі Мюллєр полюбив школу всією душою і вирішив зав”язати з грабіжами. Аж тут парочка вчорашніх ангелів вночі викрадають Зекі, завозять до школи і запихають його в автомат для продажу солодощів голим. Знімають це все на відео і обіцяють викласти в Ютьюб. Бо їм треба лайки-лайки. Багато лайків. Чи не повбиває Зекі цих дітлахів?



________________________________________
_______________________

Как я и обещала, будет о кино, то есть о двух фильмах. Один я принудительно пересмотрела в автобусе "Германия-Львов" аж дважды, а на другой был культпоход в кинотеатр. Примечательно, что оба фильма абсолютно о том же, с такими же одинаковыми персонажами и режиссерскимы "находками". Только один производства России и называется "Сельский учитель" на 8 серий, а другой – немецкого производства и называется "Fack ju Göhte", пока только 2 серии. Впрочем, хоть канва очень похожа, акценты расставлены в соответствии с распространенными клише, царящиеми в двух дискурсах так, что на выходе у нас получается "два мира-два Шапиро".

Канва обоих фильмов проста и незатейлива: мужик, после жизненных пертурбаций, попадает учителем в безнадежную школу с ужасными подростками. Благодаря харизме и педагогическому таланту учителя, всего за год засранцы становятся добросовестными учениками и раскрываются как положительные характеры: затравленные становятся уверенными в себе, талантливые находят свой путь. И там, и там учитель кадрит учительницу литературы – прослеживается любовная линия. И там, и там учитель должен разбираться с влюбленными в учителей учениками. И там, и там учителю удается провернуть социально значимые проекты для общественного блага. Выпуклые характеры и там, и там – одинаковые: ученица переднего плана, сексуально озабоченные пацаны, авторитарная директорша, слабая авторитарная учительница, затравленный лузер. Но на этом общее сходство заканчивается и начинается разница в деталях, которые вполне отражают цайтгайст. В обоих фильмах мы имеем дело с гипертрофированной действительностью. Только в "Сельском учителя" максимум открутили кран пафоса, эпичности, духовности и патриотизма, а в "Fack ju Göhte" – врубили полностью противоположный тумблер – нарушение всех правил и неполиткорректное издевательство над ценностями.

Итак, Зеки Мюллер vs. Лев Тихонов.

Главный герой и путь попадания его в такую непростую педагогическую среду.

Герой "Сельского учителя" – Лев Тихонов, москвич, интеллигент, работал в элитном московском колледже учителем, имел московскую квартирку в наследство от бабушки и подругу – перспективную скрипачку. Затем квартирку отжали, путем нехитрых манипуляций с завещанием, понаехавшие в столицу наглые и бескультурны родственники из провинции. Скрипачка тут же передумала выходить за него замуж и из элитного колледжа его также выгнали по собственному желанию за нетрадиционные методы преподавания. Герой складывает учебники в стопочку и бредет много километров по заснеженным полям в ебеня, то есть деревню Раздолье, где учителя истории не хватало давно. Затем надевает костюмчик и идет к ученикам.

Герой "Fack ju Göhte" – Зеки Мюллер, бэдбой, с миграционным бэкграундом и без образования, только отсидел в тюрьме за грабеж. От своей подруги

скрипачки
стриптизерши, узнает, что награбленное бабло надежно закопано. Впрочем, на этом месте успели построить спортзал общеобразовательной школы имени Гете. Герой подделывает документы, устраивается туда учителем и в свободное от работы время делает подкоп под спортзал. Утром надевает футболку и джинсы и идет к ученикам.

Директорши.

Авторитарная директорша школы в Раздолье Агриппина Борисовна Сидоренко постоянно строит учителю козни, потому что не понимает, с какой стати этот приперся в деревню, вероятно, хочет ее подсидеть.

Авторитарная директорша школы имени Гете Гудрун Герстер сама подделывает документы для учителя, поскольку поняла, что только он может справиться с этими головорезами, поскольку он еще брутальнее, чем они.

Авторитарные учительницы.

В "Сельском учителе" такая учительница математики Раиса Петровна. Считает всех детей дебилами, требует усердия и послушания. Впрочем, дети пишут контрольные на двойки, пожалуй, в знак протеста.

В "Fack ju Göhte" – такой учительницей является химичка Ингрид Ляймбах-Кнорр. Она также пытается быть авторитарной, но нервы сдают и она то сама выбрасывается из окна, то ее подрывают на уроке, то подменяют успокоительное на галлюциноген.

Проблемный класс.

В "Сельском учителе" Тихонову достается 10й класс, где все просто угнетены бесперспективностью и мечтают стать трактористами, а история им на фиг не надо. Учитель сразу берет темп и объясняет, что у них в жизни офигенные перспективы, с энтузиазмом размахивая руками.

В "Fack ju Göhte" Мюллер получает 10й класс натуральных засранцев, которые тычут ему фак из школьного двора, вместо того, чтобы идти на урок. Он расстреливает их пейнтбольного маркера, загоняет в класс. Пишет на доске "всем заткнуть рот, не задавать вопросов и пользоваться дезодорантом", объясняет, что они все равно дауны, перспектив у них в жизни нет и садится листать каталог, закинув ноги на стол.

Ученица переднего плана.

В "Сельском учителе" ученица Марина Ивочкина, простая русская девушка, лишена пошлости и выглядит, как Татьяна Ларина. Собственно, в этой деревне вообще все лишены пошлости, кроме продавщицы, которая просто нормальная, а не возвышенная. Марина Ивочкина поет в хоре протяжные народные песни в сарафане. Отличница, но не верит в собственные силы. Учителю удается убедить ее в талантах. Марина серьезно задумывается поступать в Москву.

В "Fack ju Göhte" ученица Шанталь, наглая террор-тусси с голубыми тенями, яркой помадой и на каблуках. Мечтает стать звездой ютьюба. Учителю удается убедить ее, что она скрытый гений, но в конце фильма все же признает, что она безнадежно тупая. Избавившись бремени гениальности, Шанталь чувствует заметное облегчение и решает продолжить карьеру звезды ютьба.

Любовная линия между главным героем и учительницей.

В "Сельском учителе" Лев Тихонов влюбляется взаимно в учительницу русского языка и литературы Валентину Николаевну Теплову, которая замужем за чурбаном неотесанным. Валентина Николаевна высокодуховная, высоконравственная и интеллигентная. Все восемь серий они со Львом томно вздыхают, ходят по очереди к батюшке в надежде немного разогнуть скрепы, но батюшка говорит – грех. Только в последней сцене Валентина Николаевна бежит следом за Львом Сергеевичем по полям, оставляя зрителю надежду, что у них может еще что-то получиться.

В "Fack ju Göhte" Зеки Мюллер также влюбляется взаимно в учительницу немецкого языка и литературы Элизабет Шнабельштедт, которая не замужем, хотя у нее когда-то был роман с амбициозным учителем престижной гимназии. Элизабет высокодуховная, высоконравственная и интеллигентная идеалистка. Впрочем, в Германии со скрепами так себе, поэтому у них с Зеки случилось все довольно быстро.

Любовная линия между учителем и учеником.

В "Сельском учителе" в Льва Тихонова влюбляется ученица первого плана Марина Ивочкина и учитель пытается как-то аккуратно отвадить ее от себя, не поранив чувств. На помощь зовет также Валентину Николаевну, чтобы та поговорила со своей женской стороны. Однако это не получается, потому что Марина сообразила, что у тех чувства и начала ревновать. Разрулить удалось только благодаря влюбленному в Марину однокласснику Агафонову.

В "Fack ju Göhte" в учительницу Элизабет влюбляется аутичный ученик Этьен и учительница пытается как-то аккуратно отвадить его от себя, не поранив чувств. Зеки цинично использует эту влюбленность, чтобы заманить его в путешествие, потому что в поездку по квотам надо инвалида. В конце концов, Элизабет по недоразумению показывает Этьену по скайпу сиськи и любовь Этьена проходит, о чем он сообщает учительнице. Ошарашенная Элизабет удивляется, как оно так само собой разрулилось, на что Зеки объясняет ей: вот видишь, кроме меня, тебя никто не хочет трахать.

Разруливания учителем околосексуальних проблем ученицы первого плана.

В "Сельском учителе" ученица Марина Ивочкина стала жертвой подонков-одноклассников, которые пытались ее изнасиловать. Директор, не разобравшись, оскорбила Марину, олицетворение самой чистоты и невинности, страшным словом – кокотка! (на фото кокотки смотреть выше). Марина закрылась в себе и много плакала. Учитель Лев Тихонов должен как-то помочь преодолеть глубокую моральную травму.

В "Fack ju Göhte" Шанталь стала жертвой чрезмерного любопытства. Будучи в Таиланде, школьники, воспользовавшись временной беспомощностью Зеки, отправились по ночным клубам, где бухали и развлекались. Особенно очаровались дети проституткой, которая стреляла пинг-понговый шариками прямо
оттуда. Со временем выяснилось, что Шанталь испытывает определенные проблемы, потому что у нее пинг-понговый шарик застрял
там и учитель Зеки должен как-то помочь преодолеть это глубокое физиологическое неудобство.

Моббинг лузера, который вдруг стал уверен в себе.

В "Сельском учителе" в школе дети травят Костю Грищука, который заикается, потому что стал свидетелем, как его папаша бывший афганец Михаил Петрович Грищук бросался с ножом на Славу Грищука – брата Кости. Лев Тихонов разруливает семейную драму Грищуков, а Костя тренируется не робеть и не заикаться. К концу фильма ему это удалось.

В "Fack ju Göhte" в школе дети травят аутиста Этьена, который на самом деле интеллектуальный гений, но не может прикасаться к людям. Новые обстоятельства, в которых оказался класс, позволяют ему раскрыть свою интеллектуальную сторону. В конце концов, Зеки выбрасывает его из лодки в воду и тот, немного поразмыслив на тему тонуть, или спасаться, вынужден был ухватиться за протянутые ему руки одноклассников. К концу фильма Этьен способен пожать руку.

Ложь во благо.

В "Сельском учителе" Лев Тихонов прокручивает педагогический момент. С целью пристыдить учеников за моббинг, рассказывает им душераздирающу историю о двух детях в фашистском концентрационном лагере, где над ними проводили медицинские опыты. Русский мальчик спасает цыганского, съев отравленную фашистами конфету, хотя до того только и делал, что издевался над цыганом. Дети плачут, зрители рыдают.

Учительница, растроганно утирая глаза, спрашивает Льва Тихонова, откуда он об этой истории услышал. Лев говорит, что только что придумал. Он вообще стал историком, потому что любит рассказывать истории. А вы говорите – распятые мальчики.

В "Fack ju Göhte" Зеки Мюллер также прокручивает педагогический момент. С целью улучшить отношения детей с родителями, собирает у детей мобильники и рассылает родителям СМСки, что дети их на самом деле любят. Аутист Этьен сразу делает ему упрек в жестком манипулировании, на что Зеки пожимает плечами: если подумать, то вы действительно их любите. Родители (почти все), получив такие СМСки прозревают и пишут в ответ что-то подобное. Зрители растроганно рыдают.

Борьба за социальную справедливость с элементами шантажа.

В "Сельском учителе" Лев Тихонов оказался задействован не только в школьных проектах, но и в жизни деревни. Случайно узнал, что сельский председатель сбагрил народную земельку под элитную застройку, а доход положил себе в карман. Поп, узнав об этом от учителя, объявляет эту инфу прямо на службе. Случается народное волнение, которого сценаристы сами испугались: "нехорошо баламутить народ". В результате учитель и поп успокаивают народ, похищают документы, делают копии и самостоятельно шантажируют сельского голову этими документами. Он раскаивается и говорит, что больше этого делать не будет.

В "Fack ju Göhte" Зеки Мюллер во время поездки с учениками в Таиланд, где он охотился за бриллиантами (которые он спрятал в плюшевой игрушке и она оказалась в гуманитарной помощи), случайно узнал, что конкурирующая школа, которая задействована в международном проекте помощи Таиланду, на самом деле жирует на работе таиландских детей на нелегальных конопляных плантациях. Зеки, собрав волю в кулак, на глазах учеников сжигает конопляную плантацию. Казалось бы, справделивость вострожествовала. Но глава делегации конкурентной школы успел украсть мобильник Зеки и узнал, что тот мошенник. Счет 1: 1. Тогда на главу делегации конкурентной школы сценаристы сбрасывают балку и он теряет сознание. Дети вместе с Зеки делают с ним срамные фотки (Шанталь себя не сдерживала) и шантажируют его. Он не раскаивается, но проект передают школе, где работает Зеки.

Главный воспитательный проект.

В "Сельском учителе" все 8 серий готовится самый главный воспитательный проект – концерт самодеятельности с патриотическим наполнением силами учащихся. В каждой серии к нему привлекается все больше людей, шьются сарафаны, кокошники, куются кольчуги и мечи, изучаются песни и древнерусская мифология. Злые реакционные силы пытаются помешать такому полезному мероприятию – то запретят использовать помещения, то сожгут сцену и все причиндалы. Но в конце концов, апогей фильма – сельский концерт по народно-патриотическим мотивам состоялся. Зрители просветленно умиляються, Станиславский ржет.

В "Fack ju Göhte" Зеки Мюллер находит свои бриллианты в Таиланде, но они утонули на дне залива. Подключив бездомных таиландских детей, ему удается их выловить и он уже мечтает, как откроет кебабную по возвращению. Только что сожжена конопляная плантация, так что можно считать и моральную сторону совершенной. Но школьники вдруг интересуются, что будет с этими горемычными бездомными детьми, у которых даже заработок на плантациях отобрали? У Зеки не остается выхода, как на эти бриллианты построить таиландским детям сиротский дом, что они и делают. Зрители просветленно умиляються, Шанталь делает селфи, Станиславский ржет.

Образовательный эффект.

В "Сельском учителе" Лев Тихонов очаровывает детей темой "предпосылки Февральской революции" и патриотизмом. В конце фильма даже тупые демонстрируют глубокие знания в особенностях формирования временного правительства. Станиславский плачет.

В "Fack ju Göhte" ученики сообразили, что Зеки вовсе не учитель и никакого Гете никогда не читал. Поэтому решают самостоятельно прочитать Фауста и пересказать его Зеки, чтобы тот их не бросил. Станиславский плачет.

Этнические вопросы.

В "Сельском учителе" некоторые персонажи носят нарочито украинские фамилии (Грищук, Сидоренко), намекая, что украинцы это также россияне.

В "Fack ju Göhte" некоторые персонажи имеют миграционный бэкграунд: сам Зеки и ученица Зейнеп, намекая, что это теперь такая немецкая реальность.

Патриотизм.

В Сельском учителе" красной нитью проходит идея: патриотом быть не стыдно.

В "Fack ju Göhte" название "Ибать таво Гйоте" вполне непатриотичная.

Саундтрек и атмосфера.

В "Сельском учителе" 8 серий протяжных народных напевов и деревенской пасторали.

В "Fack ju Göhte" рок, рок, рок, немножко поп, рок, рок, граффити и урбан стайл.

Финальная интрига.

В "Сельском учителе" зрители поняли, что дети стали патриотическими ангелами с любовью к учебе, а Лев Тихонов полюбил ебеня всей душой. Вдруг оказывавется, что московскую квартирку друзья Льва отжали у провинциальных родственников назад. Вернется ли Лев в Москву, тем более, что за ним бежит Валентина Николаевна?

В "Fack ju Göhte" зрители поняли, что дети стали хоть непатриотичными, но почти ангелами с любовью к учебе, а Зеки Мюллер полюбил школу всей душой и решил завязать с грабежами. Вдруг парочка вчерашних ангелов ночью похищают Зеки, завозят в школу и запихивают его голымв автомат для продажи сладостей. Снимают это все на видео и обещают выложить на ютьюбе. Потому что им надо лайки-лайки. Много лайков. Прибъет ли Зеки этих детей?

Advertisements

eBiology

Частина 4. Фінальна.

Отже, короткий зміст попередніх серій. Спочатку ми
зазирнули в геном, потім подивились, яка з нього зчитується інформація на першому етапі
синтезу РНК, потім вразились
різноманіттю білків, що синтезуються на РНК.

Що ж роблять ці
білки? Частина з них задіяна в сприйманні і передачі сигналів ззовні та всередині клітини, ще частина – є структурними цеглинками клітини (насоси, канали, скелети), якась частина задіяна в розгортанні генетичної програми – забезпечують упакування або розгортання та подвоєння ДНК, синтез РНК та синтез або руйнування інших білків, а ще частина – є ензимами, які займаються каталізом біохімічних процесів.

В клітину, крім сигналів, надходить велика кількість різних речовин, які одразу ж підлягають постійним хімічним перетворенням (синтезу, деградації), або запасанню, або виведенню. Розрізняють первинні метаболіти – які напряму задіяні в рості і розмноженні (деякі амінокислоти, вітаміни, органічні кислоти, нуклеотиди, алкоголь), та вторинні – без яких в принципі можна обійтись, але які мають важливу екологічну функцію – (пігменти, алкалоїди, антибіотики, терпеноїди).

Виділити і проаналізувати метаболіти так само складно, як і білки. Оскільки метаболітичний статус клітини може змінитись за декілька секунд, то першим ділом клітину гасять потужним алкогольним ударом і на мороз. Потім її додатково ще руйнують механічно. В воді і етанолі розчиняються полярні метаболіти, а неполярні не розчиняються. Тому до алкогольної суміші додають хлороформ і все це розкручують на центрифузі. Розчинники розділяються на дві фази, в кожній свої метаболіти. Потім цей весь супчик відправляють на масс-спектрометричний аналіз MALDI-TOF, який ми розглядали в попередній серії. Далі починається довге і нудне розшифрування спектрів метаболітів. Знову бази даних, знову кількісне і статистичне обчисленні і знову анотація до відомих метаболітичних схем.

Щоб вам не здавалось це все занадто просто – то ось так виглядає загальна карта відомих біохімічних шляхів (біохімічних реакції, задіяних в ній ензимів і метаболітів) з маленьким зумом посередині.

Кому дуже дрібно і погано видно,
ось тут повна карта погратись з зумом.

Одразу можу втішити – є велика кількість взагалі ще неідентифікованих метаболітів, але з іншого боку – не всі ці шляхи увімкнені в клітині одночасно. Тому, як правило, дослідники концентруються на земних і реальних цілях.

Наприклад, взяти шматок цієї схеми і дослідити метаболіти в різних організмах (кольорові балки – в даному випадку це різні трансгенні рослини). Це тул, розроблений у нас в інституті і дозволяє інтегрувати експресію генів (РНК генів, що кодують ензими) і метаболіти, які перетворюються за їх участю.

Навіщо нам це треба? Є така думка: припустим, ми не зовсім знаєм, що там за гени і як там регулюються ці всі ензими, але ось ми бачим безпосередній продукт їх діяльності – метаболіти. От якщо їх взяти і подивитись у пацієнта і здорової людини, то ми вже будем дещо знати про організм. І правда – збільшився глідоксилат, значить є діабет другого типу, або метаболітний профіль передбачує хворобу Альцгеймера зі 100% точністю. Ось тут непогана стаття про
останні перспективи клінічного метаболому, не буду її переказувати.

Але, якщо ми візьмем до уваги ДНК, синтез РНК, різноманіття білків і метаболом, гарненько це все перемішаємо, то це буде називатись системною біологією. Так, я також дивуюсь, як це все поміщається в клітину.

Досі це були спостереження на клітинному або тканинному рівні. Як ця адська суміш забезпечує нам форму носа картоплинкою – ось де питання! Тут на горизонті з”являється нова -оміка – феноміка. Зовнішні параметри фенотипу, які можна зафіксувати – фіксуються або у вигляді зображень, або у вигляді екселівських таблиць.

Наприклад, уявять собі абсолютно автоматизовану теплицю. Всі параметри зовнішнього впливу стандартизуються – температура, вологість, освітлення, хімічний склад землі і повітря. Рослини розтикані в горщики і рухаються на конвеєрах, заїжджаючи на фотосесію в студію. Там їх клацають зверху, збоку і в різних спектрах. Це роблять раз в день для кожної рослини. З фотозображень екстрагуються такі параметри, як швидкість росту, біомаса, колір, рух квіткових органів. Геноми кожної цієї рослини прочитано, детектовані сніпи, заміряні тисячі метаболітів в листках.

Це не наукова фантастика – це типовий дизайн експерименту з кукурудзою в фітотроні у нас в інституті.

Щось подібне проводиться також з застосуванням мирних дронів. Наприклад, на полі ростуть різні генотипи- стійкі і нестійкі до посухи.

В феноміці наразі ціняться спеціалісти, які можуть розробляти софт для аналізу зображень. Зображень, як можна здогадатись, дуже багато.

Ось, власне, і все про біоінформатику. Залишилось головне – як стати боінформатиком. У мене склалось враження, що будь-хто, хто добре розбирається в програмуванні загалом, може оволодіти і програмуванням для біологічних потреб.
Курсів на курсері фактично достатньо, аби розуміти, про що мова. Я не проходила жодного курсу, тому про якість сказати не можу нічого. Але коли дивлюсь зміст, то він, власне, стандарний: BLAST, alighnment, processing raw data from genome-wide mRNA expression, clustering, and gene-set enrichment analyses, network analysis і так далі.

Є також непогані огляди методів на EMBL.

Найбільш розповюджене питання: от я хочу стати біоінформатиком, як? Якщо у вас вища інформатична освіта, то найпростіший шлях – шукати просто будь-які докторантські біоінформатичні позиції, незважаючи на біологію (я вважаю, що інформатика простіше навчити біології, ніж навпаки). Головний німецький пошуковий сервер для біоджоб –
ось тут (знання німецької не обов”язкове).

Наразі майже будь-яка біологічна позиція – це біоінформатика. З останніх позицій звідти

Байшпіль 1

Mitochondria consist of about 800 different proteins. Most of these proteins are synthesized in the cytosol as precursor proteins which are then imported into mitochondria. Very little is known about the early steps in preprotein translocation. We are using a systems biology approach using complex data sets generated by genetic screens and by proteomics (mass spectrometry) to identify components critical for mitochondrial biogenesis.

Methods:

Protein biochemistry

Mass spectrometry

Bioinformatics

Yeast genetics

Microscopy


depending on your project and on your personal interests and skills.

Байшпіль 2

PhD Position in Biomedical
Image Analysis Biomedical Computer Vision Group, University of Heidelberg and DKFZ

Candidates must have a Masters degree in Computer Science, Electrical Engineering, Medical Informatics, Biomedical Engineering,
Bioinformatics, Applied Mathematics, Physics, or a related discipline. We expect experience in Image Analysis as well as
very good mathematical and programming skills (e.g., C, C++, Java).

Байшпіль 3

For the new DFG project „Rapid seasonal thermal adaptation in Chironomus riparius”, scientist Dr. Bob O`Hara invites applications for a PhD Position in theoretical
population genomics.

Your profile:

•Master in evolutionary biology, bioinformatics, statistics or similar fields

•Good quantitative and modelling skills

•Familiarity with population genetic concepts

Байшпіль 4

12 fully funded Ph.D. student positions of the Cologne Graduate School of Ageing Research (CGA)

We invite applications from all countries. Our interdisciplinary faculty offers positions in the areas of biology, biochemistry, biophysics,
bioinformatics, bioengineering and medical biology. Applicants with a Diploma or Master”s or equivalent degree of those or related fields are welcome to apply!

We also accept applicants with a degree in medicine provided they have sufficient relevant research experience. Candidates must be fluent in written and spoken English.

Байшпіль 5

Research group “McBiogas – Metabolism-centered predictive modeling of anaerobic digestion for

biogas production” in the Department of Environmental Microbiology is looking for PhD-Student.

Your duties:

• Characterization of microbial reactor communities and their dynamics by

– metagenomics

– metatranscriptomics


Bioinformatic analyses

• Supervision of master students

The ideal candidate has a background in the microbiology of anaerobic digestion and experiences in experimental meta-omics techniques and corresponding bioinformatics pipelines including programming skills (e.g., Bash, Perl, Python, R, Java); knowledge of metabolic network modeling techniques is a plus.

Ніяких особливих скіллз, крім кмітливості, ентузіазму і англійської мови від докторантів не вимагається. Ну, ще треба трохи впертості і везіння.

Оголошення

Поки у мене дійдуть руки дописати метаболоміку – рекламна пауза.

Українська вікіпедія проводить
European Science Photo Competition 2015.

Українська частина конкурсу проходитиме у жовтні 2015 року. Нагородження переможців відбуватиметься у Всесвітній день науки, 10 листопада 2015 року. Місце нагородження ще з”ясовується, проте відомо, що воно буде в Києві.

Отже, до кінця жовтня є час. У кого є натхнення, а також наукові фотографії, ще можна позмагатись.

Я тим часом поїду на захист нашого докторанта, щойно доробили йому докторську шапку і прикрасили лабораторним обладнанням і кущами ячменю.

eBiology

Частина 3.

В попередніх серіях ми пробіглись галопом по ДНК і РНК. На черзі –
. білОчки.

На білковому рівні розгортається справжнє різноманіття. Білки віртуально задіяні у всіх біологічних процесах. Вони складають 50% сухої ваги організму. В живій клітині може нараховувати до 1 млн різних білків (хоч генів, з яких вони зчитуються, набагато менше). Вони мають різну третинну і четвертинну структуру, хімічно модифікуються, утворюють комплекси і відіграють різну біологічну роль. Білки мають також різні фізико-хімічні властивості, тому виділення одним махом всіх білків в нативному стані неможливо.

Втім і в цій галузі робляться постійні спроби взяти нахрапом і проаналізувати якомого більше білків одночасно.

Тут зараз буде переважно огляд методів, яких значно більше і вони набагато складніші, ніж проста прочитка ДНК, або РНК, але тим не менше, в кожному конкретному випадку буде посил для біоінформатиків, де вони треба.

Для затравки розкажу спочатку про виключно
біоінформатичні методи трансляції і аналізу білків.

Отже, у нас є послідовність РНК. Якщо ми знайдемо старт ATG і будем від нього читати кожен триплет і перекладати його у відповідну амінокислоту, ми отримаємо первинну послідовність білка. Такі транслятори вбудовані у всі робочі програми, що аналізують генні послідовності.

Тепер цю амінокислотну послідовність також можна записати в FAST file, порівнювати між собою (alighnment) або шукати в базах даних подібні (той самий BLAST алгоритм) і кластеризувати (Clustal) , досліджуючи філогенію, або спорідненість. Тут підходи і інструменти дуже подібні до аналіду ДНК послідовностей.

Також цій послідовності можна шукати вже якісь фічі – як то місця розрізу іншими білками, або місця хімічної модифікації, або передбачати сигнальні якісь послідовності. Софти для цього діла
є тут.

Потім можна перейти до передбачення
вторинної і третинної структури. До речі,
щось подібне робили в інституті харчовоїї біотехнології і геноміки, а саме моделювання тубулінів, просто діставши їх послідовності з баз даних і прогнавши через софтину (дивитись методи Microtubule protofilament modeling). Не те, щоб це вже буде дуже замудра робота, але досі подібного систематичного моделювання саме цього білка таким чином не робили. А таких, як я вже казала, мільйони.

Перейдем до експериментальної роботи.

В той час, коли для виділення ДНК достатньо плюнути або розтерти, а для виділення РНК те саме, тільки попередньо помивши руки, виділення білків і їх аналітика це високе мистецтво. Білковики це така біохімічна еліта, яка може дати фору цитологам – які взагалі бачать в мікроскоп щось своє.

2Д-електрофорез.

Виділяють білки фракціонуючи (тут все складно, має значення все – кислотність, температура, солі, органічні розчинники, детергенти) і розганяють їх в електричному полі в акриламідному гелі. Є купа різних варіантів, найпростіший принцип такий. Десь побачила в книжці смішний приклад. У нас є мішана група людей: сто товстяків, сто нормальних дорослих і сто дітлахів. Аби їх розділити, запропонували бігти по густому чагарнику. Дітлахи вириваються вперед, потім дорослі прориваються, а товстуни застряють десь в хащах. Таким чином ми розділили ці групи.

Але в кожній з цих груп є також різні за прудкістю особини. Тому тепер ми розвертаємо їх на 90° і пропонуємо побігти ще трошки. Дітлахи розділяються по прудкості, дорослі також, декому з товстунів також вдалось пробратись далі. З білками роблять так само, при цьому примушують бігти в гелі під струмом. Спочатку ділять в градієнті кислотності по власному заряду білка, а потім дентурують детергентом так, що вони всі стають негативно-заряджені і розділяються по масі.

Виглядає на схемі ось так.

А в житті ось так.

Тепер ці туманності треба проаналізувати, беручи до уваги, що ми поняття не маєм, що це за білки. Отже, спочатку проводиться просте порівняння іміджів знову ж так, пацієнт – здорова людина, або трансгенний горох і горох нормальний.

Софт для цього є, але переважно комерційний. Наприклад
Melanie,
Delta2D,
Dymension.

Після чого всі детектовані споти нормалізуються, сортуються по достовірності, інтенсивності і так далі.

Щоб дізнатись, що це за білки, тепер треба їх звідти виколупати. Роблять це вручну або роботом spot cutter. Робот облаштований власним софтом для spot detection.

Після цього виколупані білки очищають від гелю, фарбника і ріжуть в хлам іншим білком, трипсином і відправляють на масс-спектрометрію.

В принципі можна просто виділити сумарний білок без цих плясок з електрофорезом, порізати в хлам і відправити на масс-спектрометрію, перед цим гарненько розділивши за допомогою High performance liquid chromatography (HPLC) .

Масс-спектрометрія.

Є купа різних варіацій: з основних matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) або electrospray ionization time-of-flight (ESI-TOF), які відрізняються тільки способом іонізації. Трошки поглиблений варіант tandem mass spectrometry (MS/MS) на основі того ж MALDI-TOF або ESI-TOF. Крім того щ є fourier-transform ion cyclotron resonance (FTICR) mass spectrometry, quadrupole mass analyzer та ще декілька інших.

Не відволікайтесь від екранів, бо спектрометрія знадобиться нам ще на метаболоміці. Це тільки звучить страшно, насправді це не дуже складно.

Порізаний на короткі шматки білок іонізується різними способами і розганяється в магнітному полі в вакуумі. Оскільки молекули тепер всі позитивно заряджені, то розділяються вони по вазі. Рахують співвідношення ваги до заряду (m/z) і на виході получається спектр або окремих пептидів, або амінокислот, або окремих молекул.

Ось, наприклад, MALDI-TOF MS.

Як би там не було, на виході у нас спектри.

Тепер прийшов час біоінформатиків. По-перше, є
купа баз даних по індентифікації спектрів. Основні з них

Mascot.

Але
є потужні софти, які перелінковані до різних баз даних і можуть пропонувати результати під ключ.

Один з найпростіших вступів в протеоміку тут.

Всі дані експериментів протеоміки складаються в бази даних.
Наприклад сюди або сюди.

Їх так само аналізують різними інструментами для встановлення каскадів передачі сигналу,
ензиматичних нетворків і так далі.

Крім цих великих підходів протеоміки, є це купа дрібніших, які розроблені для вирішення локальних біологічних завдань. Що нам дають знання про білки?

Білки можуть бути біомаркерами і вказувати на захворювання – це може бути діагностична роль. Деяки білки самі по собі можуть причиною захворювання – наприклад, хибне складування білка призводить до розвитку Альцгеймера. І нарешті, з білками ми ступаємо на дуже складну ниву і там ще білих плям значно більше, ніж на ДНК.

Але це все ще не настільки складно, як метаболоміка. Білки – це один клас, хоч і дуже різноманітних за якостями, сполук. Метаболітів, хоч і менше, ніж білків, вони набагато різноманітніші по властивостям.

Ні, сьогодні вже не встигну, у нас тут до того всього ще й евалюація інституту. Метаболоміка і феноміка, а також комбінація всього в купу наступним разом.

eBiology

Частина 2.

Ми зупинились на тому, що геноми складені до купи, там знайдені відповідні гени та, можливо, інші фічі, геноми складаються в бази даних. Як це все тепер виглядає для простого
користувача?

Як правило, під кожний референтний геном готується так званий геномний браузер, який я вже згадувала раніше.

Це ніщо інше, як графічна візуалізація бази геномних даних. Вони різняться по дизайну, але у більшості з них одні і ті самі принципи. Можна просто зумити певну ділянку хромосоми. Гени часто перелінковані на інши бази даних, де можна знайти інформацю про роботу цього гену, а також про відомі мутації і, якщо пощастить, про фенотипові прояви цих мутацій. З цієї бази даних можна легко і просто отримати задану послідовність ДНК – в окремому вікні є опція – dump FASTA file, після чого з означеної ділянки ДНК формується придатний до скачування текст геному. Також в пошуковому вікні браузера можна завдавати пошук координат (конкретна хромосома і відстань в нуклеотидах), пошук по простій назві гену або по оригінальному identifier (кожен ген, як правило, має унікальний номер).

Наприклад, identifier гену арабідопсису виглядає так: At3G01090. At означає Arabidopsis thaliana, далі йде номер хромосоми, а потім п”ятизначне число, яке вказує на орієнтацію на хромосомі. У різних організмів різні номенклатурні принципи, тому збираються консорціуми, аби призвести це до спільного знаменника.

Ось тут декілька прикладів геномних бразуерів – можете переконатись, що кроєні вони по одному лекалу.

Дрозофіла,
курка,
жабка,
щур,
кукурудза,
людина.

Як вже зрозуміло, для маглів девайс зовсім непридатний. Я собі уявляю в майбутньому щось легке і зрозуміле, на кшалт фільтру по клінічно релевантній інформації.

Гаразд, а що роблять з прочитаним геномом науковці? Перш за все відбувається просте описання і класифікація тих генів, які там познаходили: їх кількість, класи, сімейства. Уважно розглядають, де вони розташовані.

Наприклад, ось так виглядає самий перший зум. Це схематичне зображення геному картоплі. Зовнішнє коло діаграми – це фото хромосом, де червоною рисочкою позначені центромери (це місце, де

в метафазіхроматиди
дочірні хромосоми з"єднані, утворюючи щось схоже на букву Х) .

Наступне врутрішнє коло – кольорова схема щільності генів. Як ми бачим, поблизу центромери світлозелений колір, щільність генів низька (це взагалі відомий факт), при цьому чим далі від центромери до хвостів, тим щільність зростає. А от кількість повторів (третє ззовні коло) – навпаки. Найбільше повторів саме біля центромер.

Після того, як це все описали і класифікували, добре було б мати ще декілька інших геномів для порівняння. З цього моменту до описової геноміки додається порівняльна, або компаративна. На компаративній геноміці базується міжвидове або внутрішньовидове еволюційне порівняння геномів, а також популяційні дослідження про розповсюдження мутацій або інших геномних змін.

Цумбайшпіль, порівняли геноми арабідопсису, картоплі і винограду.

Дивимось на малюнок С. Що ми бачим? Ми бачим, що геноми цих трьох рослин місцями перекриваються. Таким чином, порівнюючи віддалені геноми, можна знаходити гени, які дуже схожі в усіх рослин. Вони називаються древніми, консервативними і вважається, що вони відіграють ключову роль у живих організмів. В той же час, дехто навпаки, шукає специфічні гени для того, чи іншого організму – це саме ті гени, які зумовили оце різноманіття.

Еволюційне порівняння окремих генів роблять за допомогою
Clustal алгоритму або
методом приєднання сусідів.

Це все, звісно, дуже приблизно, бо в природі трапляється різне – гени після маленьких мутацій можуть відігравати зовсім іншу роль в новому організмі. Або навпаки – глобальні геномні перебудови не мають великих наслідків.

Або ось ще один приклад. Порівняли геноми різних сортів картоплі: кругленьку і довгасту.



На малюнку c візуалізація порівнянь по хромосомах, на малюнку d – зум так, щоб можна було уважніше роздивитись конкретні геномні перебудови на прикладі хромосоми 5. Видно, що деякі гени подвоїлись (зліва на малюнку синя стрілочка С1 і С2), деякі змутували (червоні стрілочки), деякі – присутні тільки в одному з сортів (зелені).

Що стосується компаративної і еволюційної геноміки, ще один свіжий приклад. Поки я писала цей пост, в фб
кинули лінк на
філогенію 198 видів пташок, яка базується на секвенуванні їх геномів. Взагалі цікава стаття, бо в методах дає повний огляд пайплайну, про який ми тут говорили. Спочатку взяли геном курки (з лінку вище) і вибрали з нього консервативний геномний локус, по якому проводили порівняння. Потім виділили з пташок ДНК, збагатили його на цей локус і прочитали його секвенуванням. Далі робили ассемблінг, причому як по референтному геному, так і de novo. Філогенетичне порівняння робили вищезгаданим neighbor joining в різних варіаціях.

На цьому завершимо порівняння пташок і перейдем до третього важливого вивчення геному – популяційної варіації.

Якщо взяти геноми двох людей, то вони будуть трішки різні. Крім великих вставок або делецій, приблизно кожний 1000й нуклеотид буде відрізнятись. Такі одиночні нукледотидні заміни називають "сніпи" від SNPs (single nucleotide polymorphism). Частіше всього вони розташовані в некодуючих ділянках геному, тобто там, де генів мало, або в інтронах або в інших ділянках. Вони можуть бути також розташовані в кодуючій ділянці, викликаючи зміну білку при розшифровці (тоді це буде справжня мутація), або не викликаючи жодних ефектів, якщо цей нуктеотид стоїть, наприклад, третім в кодоні – тоді заміна називається синонімічною.

У кукурудзи, наприклад, такі сніпи зустрічаються значно частіше, фактично кожні 100 нуклеотидів, тому на генетичному рівні різниця між двома сортами кукурудзи більша, ніж між людиною і шимпанзе. Навіщо нам це знати?

Виявилось, що ці сніпи можуть слугувати сигнальними прапорцями – маркерами, які свідчать про якісь інші зміни в геномі, які проявляються в фенотипі, або, як вже я сказала, можуть самі бути мутаціями. Детектувати ці сніпи простіше, ніж секвенувати весь геном.

Якщо взяти дві групи людей, одна з яких, наприклад хвора і дослідити їх сніпи, то може виявитись, що у хворої групи людей частіше зустрічається якийсь конкретний сніп. Це робиться за допомогою наразі дуже модного підходу "джівас" genome wide association study (GWAS). Тоді його називають маркерним і вважають гідним для популяційного скринінгу. Беруть здорову людину, знаходять цей сніп і кажуть, що є ймовірність захворіти. Це мега спрощений дизайн експерименту, бо насправді тут є купа підводних каменів.

Я колись давно писала про це все на пальцях, хоч і трохи в іншому контексті:
один,
два,
три.

Справа в тому, що у людській популяції ми фіксуємо її поточний стан без врахування педігрі. Популяція це суміш поколінь. До інформації про сніп нам потрібно крім фенотипу (хвороби), також історію його спадкування, яку ми накладаємо заднім числом, враховуючи приблизно частоту рекомбінацій, успадкування від батьків, розмір популяції та інші моменти. Там чином рахується linkage disequilibrium і ймовірність (!) асоціації певного сніпу до фенотипу.

Хоч всіх сніпів у людей познаходили близько 150 млн, клінічно релевантних десь 10000, при цьому трешхолд проходить по збільшенню ймовірності захворіти у 2 рази в порівнянню з середньою температурою по палаті. Я так гадаю, що "залізобетонних" сніпів, які гарантують захворювання, значно менше. По факту можна так сказати, що гора родила мишку, успіхи доволі скромні.

Як би там не було, всі релевантні сніпи каталогізовані і їх
можна роздивитись в базі даних. Власне ця штука і є першим підходом персоналізованої медицини.

Однак попереду у нас, як ми пам”ятаємо, гігантські плани прочитки людських геномів. Можливо там буде більш обнадійлива ситуція з дизайном експериментів. Наразі там чорт ногу зломить, поки що розмов про потенціал бігдата і персоналізовану медицину більше, ніж вихлопу. Точаться дискусії про те, як зупинити
лавину наукоподібного сміття.

У рослин з цим справа дещо краща. У них більше сніпів, їх можна гарненько дослідити в поколіннях, схрещуючи контрастні фенотипи, а потім додатково схрещувати дітей і батьків, відслідковуючи сніп і фенотип стійкості до довгоносика. Ці сніпи використовують в
marker assisted selection, коли генетичний аналіз по маркерам, сніпам в тому числі, дозволяє відібрати рослини з певною ознакою задовго до того, коли вона проявиться. По лінку вище демонстрація – як проходить сучасний селекційний процес. Тема модна, перспективна і на неї кинуто купу фінансових і інтелектуальних зусиль.

На цій оптимістичній ноті завершимо про геноміку і перейдем до транскриптоміки.

Для початку освіжим шкільний матеріал. З довгої молекули ДНК зчитується коротенька РНК, яка складається з також з нуклеотидів з однією різницею, що замість тіміну вбудовується урацил (це називається транскрипція), а з неї білок, що складається з амінокислот (трансляція).

З однієї ділянки ДНК зчитується велика кількість молекул матричної РНК. Ми можем ці молекули виділити і порахувати різними методами. Якщо ми спостерігаєм, що в певний момент часу в клітині є матрична РНК з якогось гену, то вважаємо, що ген "включився" і працює. Чим більше молекул, тим сильніше працює ген. Це називається
рівнем експресії гену.

Найновіші аналітичні методи дозволяють спостерігати роботу фактично усіх генів одночасно в певний момент часу. Найкраще спостерігати цю роботу в порівнянні: два сорти рослин, дві тканини з різних частин тіла, або одна та сама тканина у здорової людини або пацієнта.

Метод перший – біочіпи. На тверді носії, приміром предметне скло, робот наносить мініатюрні цяточки краплини, які містять насинтезовані штучно коротенькі ділянки ДНК, що відповідають певному гену (фото зліва внизу). Ці ділянки міцно хімічно прив”язуються до носія. Ми знаємо їх послідовність, ми знаємо з якої хромосоми походить ця ділянка, їх точні координати на склі та назву гену. Це і є чіп.

Біолог виділяє молекули РНК з дослідного зразка та контроля, мітить їх різними флюоресцентними фарбниками (умовно кажучи, червоним і зеленим, малюнок посередині зверху) і наносить на чіп. Я трохи спрощую, щоб не загружати непотрібною інформацією.

Далі відбувається наступне. Ми пам”ятаємо принцип комплементарності зі школи. Дві низки молекул ДНК з”єднуються між собою у подвійну спіраль водневими зв”язками. Якщо нагріти ДНК, вона денатурується і розплітається, якщо трохи охолодити – то з”єднується знову. Під час гібридизації кожна мічена (зеленим або червоним) молекула РНК "шукає" свою відповідну комплементарну ділянку, що нанесена на чіпові і приєднується до неї.
Ось тут гарна і проста анімація, де на поверхні стирчить прив”язана ДНК, а до неї чіпляється РНК (насправді її перед цим переписують в кДНК, але це не суть важливо). Потім це все сканують спеціальним сканером і ми бачимо картинку з цятками, які світяться зеленим (якщо цей ген включено в дослідному зразку), червоним (якщо в контролі) і жовтим (якщо ген включений і там, і там). Або це просто одна фарба, якщо ми досліджуємо одну тканину. При цьому інтенсивність світіння відповідає кількості молекул: чим яскравіше – тим сильніше експресується ген.

На виході після сканування ми отримуємо просту таблицю з координатами гену, його назвою і інтенсивністю його роботи в умовних одиницях, екстрагованих з відсканованого зображення. Потім починається рутина по нормалізації, фільтруванню і статистична обробка так, аби в кінцевому рахунку мати список генів, які активно працюють або навпаки, зовсім виключились в дослідному зразку.

Хто нічого не зрозумів, може спокійно пропускати, оскільки цей метод, хоч і був широко розповсюдженим, відходить в минуле (дивимось графік зверху зліва, натомість все активніше застосовується метод другий – секвенування транскриптому.



Робиться точнісінько так, як прочитка геному. Різниця в тому, що замість молекул ДНК біолог виділяє молекули РНК і переписує в ДНК. Хоч вони і невеликі (близько 2000 бп), їх також кришать в дрібну лапшу і читають короткими шматками.

Далі починається та сама весела історія з асемблінгом. Якщо геном прочитаний, то асемблінг роблять на референтний геном. Просто тупо рахують кількість прочитаних шматків РНК, які підходять до певної генної ділянки. До гену Х "приліпилось" 10 шматків, а до гену У – 1000. Вау, ген У сильно експресується. Результати – така самісінька табличка.

Все стає значно сумнішим, якщо у нас нема референтного геному. Тоді біоінформатики роблять de novo асемблінг і потім біолог ридає ридма, напагаючись це інтерпретувати. Правда, перед цим ридають біоінформатики, якщо біолог накосячив і в пробах була контамінація ДНК. Так чи інакше, de novo асемблінг транскриптому має ті самі вади, що асемблінг геному, тільки ще гірше. Не хочу вдаватись в деталі.

Незалежно від того, який метод ми використовували для оцінки експресії генів, у нас на виході така сама табличка, в якій в першій шпальті назва гену, а в наступних – рівень його експресії і статистичні обрахунки.

Ну, і що тепер з ним робити? Далі йде сортування і так, і сяк. Якщо це у нас спостереження процесу в часі, то найчастіше проводять ієрархічну кластеризацію, коли робота генів сортується по профілям. На картинці справа в кольоровій скалі порівняння, скажімо, роботи генів в ракових пухлинах і нормальній тканині. Бачимо групу генів, яка включена там і виключена деінде.



Програм для кластеризації є тьма.
Наприклад, тут.

Трохи просунутіші намагаються вибратись з двомірного простору і подивитись на нетворки.

Я особисто не зовсім розумію, як їх інтерпретувати, тому базуюсь переважно на сортуванні генів по біологічним процесам. Найулюбленіший тул для візуалізації експресії рослинних генів
Mapman. Тут гени вже сортовані по певним клітинним процесам, а туд дозволяє візуалізувати їх роботу в певному зразку.

Тепер увага. Результати подібних експериментів також складаються в відкриті бази даних. Оскільки кожен ген, якщо він відомий і має унікальний ID, то всі експерименти на нього залінковані незалежно від того, хто цей експеримент робив. Можна прослідкувати роботу гену у всіх відомих опублікованих роботах. Приміром, берем ген Х у кукурудзи (ну я ботанік, тому кукурудза) і можем дивитись його роботу в експериментах з посухостійкості з лаби 1, в експериментах на мутантах з лаби 2, в експериментах по враженню мучнистою росою з лаби 3. Найпотужніший ресурс для цього
Genevestigator.

Насправді з усих відкритих даних осмислено можливо 1%. Як це виглядає на практиці. В лабораторії, що спеціалізується на якомусь просцесі робиться цей гігантський скринінг роботи генів якогось досліду. Потім береться один процес і уважніше описується. Решта до уваги не береться не тому, що не хочуть, а тому, що нереально охопити. Але всі дані складаються. Кому цікаво, може брати і колупати далі.

Є більш симпатичніші іграшки, які до того ж відкриті.
Тут можна взагалі пропасти. Це візуалізація роботи генів у різних організмів з картинками для розкрасок.

Тепер. Ми. Берем. Геномні і транскриптомні дані, комбінуєм їх і пробуєм з цим всим злетіти.

Це картинка зі статті про прочитку пшеничного геному. Оскільки там три пари геномів і у кожного свої гени, то дослідили їх роботу одномоментно. Виявилось, що ці три пари геномів ще поштовхались в клітині, перш ніж узгодили свою роботу. Кожна пара може існувати сама по собі так, щоб був нормальний організм. А тепер уявіть собі три пари програм в одному організмі. Цей процес називається переплавкою геномів. Один геном попросили заткнутись і не працювати, інший навпаки, активізувався і давай рубати транскрипти запасних білків, третій пробує ці два примирити.

Я сказала білки? Так ось, наступна тема розмови – протеоміка.

eBiology

Про біоінформатику від біолога для інформатиків на пальцях. Для тих, хто не встиг за польотом думки на
. IT Arena

Отже, почнем спочатку.

На Землі проживає купа живих організмів, з яких 86% видів ще не описані взагалі. Біологія, як наука, має справу з гігантським різноманіттям, невеликою кількістю закономірностей, з яких більше виключень, ніж правил. Втім, одне базове правило все ж є – в основі цього гігантського різноманіття лежить комбінація чотирьох нуклеотидів (А, Т, Ц, Г) з яких складається ДНК. Якщо взяти всю ДНК, яка міститься в біосфері і прочитати, то це буде 5,3 х 10^31 Мб і для запису цієї інформації треба буде 10^21 суперкомпьютерів. Це тільки для того, щоб зберегти цю інфу. Але ця інформація в живих системах розгортається в епічну картину. Робляться перші кроки в розшифровці цього розгортання і для цього треба спеціалісти нового покоління – біоінформатики.

Чим займаються біоінформатики?

Навколо компьютерних методів біологічних обчислень вже формуються певні кластери спеціалізації. Визначення кожного з них (власне біоінформатика, системна біологія, -омікс, обчислювальна біологія) має певні нюанси, які на мій погляд, доволі формальні, бо всі вони перекриваються як в методах, так і в об"єктах досліджень. Наразі біологи називають всіх, хто вміє писати корисні скрипти і програми для потреб біологів, – біоінформатиками.

Ще 10 років тому, коли стало зрозуміло, що зароджується новий фах, були спроби формулювати, що повинні вміти біоінформатики і як їх навчати. На відміну від просунутих користувачів біологів, яким достатньо розібратись в програмі для своїх локальних потреб, біоінформатик повинен не тільки програмувати, а й розуміти всі біоілогічні зв"язки так, щоб він мав змогу самостійно вирішувати глобальні біологічні питання і використовувати для цього обчислювальний потенціал. Тобто очікувалось, що модерний біолог буде і швець, і жнець, і на дуді грець. Втім, реальність виявилась дещо іншою. Насправді такі майстри мультитаскінгу дійсно існують, але це виключення.

В гру вмішались аналітики, і трапився такий вибух кількості даних, якому наразі не можуть дати ради ні біологи, ні програмісти. Тому досі ми все ще спостерігаєм розподіл обов"язків – одні сумлінно розтирають мишачі хвостики в ступці, а інші збирають їх потім на компьютері назад.

Аби зрозуміти, де прикладають свої зусилля програмісти в біології, потрібно згадати базові шкільні знання. Отже, багатоклітинний організм складається з клітин, кожна (за деяким виключенням) містить ядро, яке містить молекули ДНК, яка містить інформацію про будову, розвиток і взаємодію організму з навколишнім середовищем. Всі клітини організму містять ідентичну молекулу ДНК (за деяким виключенням), але в результаті інформація розгортається в кожній клітині індивідуально. На виході з однієї програми получаються різні типи клітин по формі і змісту.

Яким чином відбувається таке індивідуальне розгортання?

Протягом свого життя клітина постійно отримує сигнали ззовні: їжу, гормони та інші сигнальні молекули, інформацю про оточення від сусідніх клітин або від того ж середовища про температуру, освітлення, патогени, тощо (біотичні та абіотичні фактори). Також всередині клітини проходять числені хімічні реакції, змінюючи її характеристики. Тобто клітина бомбардується гігантською кількістю зовнішніх і внутрішніх сигналів. Ці сигнали сприймаються рецепторами на поверхні клітини, або ж фіксуються певними молекулярними сенсорами всередині. Далі відбувається передача цього сигналу до ядра, ніби пінг-понг кулька рухається від станції до станції, переключаючи вмикачі. Одні білки, наприклад, фосфорилюються і активуються, інші навпаки – деактивуються, якісь білки формують комплекси, які також можуть активуватись, або навпаки і так далі. Так чи інакше, цей сигнал доходить до ядра і вмикає роботу генів, продукт яких необхідний для специфічної відповіді на цей сигнал. Кінцевий результат відповіді на сигнал варіює в спектрі від "о, давай розмножуватись" до "прийшов час негайно вмерти".

Ось так, наприклад, виглядає каскад передачі сигналу в імунній клітині, яка зустріла патогена.

Насправді немає значення, що це за клітина (рослинна чи тваринна), ззовні організму чи всередині. Кожна з них містить величезну кількість signal-transduction pathways, які і відповідають за специфічне розгортання генетичної програми в кожній конкретній клітині. Це такий принциповий момент, який треба для розуміння, що таке фенотип (сума характеристик організму). Організм, який ми спостерігаєм в конкретний момент часу – це продукт взаємодії ДНК і зовнішнього середовища.

Тут треба затямити декілька важливих речей. Якщо з якихось причин не надійшов вчасно сигнал, наприклад фолієва кислота або вітамін А, фатально порушується розвиток плода, хоч з ДНК все гаразд. І навпаки, нема рецептору (який закодований в ДНК і мутував), не буде адекватної відповіді на сигнал зовнішнього середовища або вона буде іншою. Оскільки сигналів по кількості і інтенсивності ми можем нарахувати нескінченну кількість, до них повернемось в останню чергу. Спочатку розглянемо те, з чого все починається. З ДНК.

Мені було ліньки малювати якісний мотиватор. Тому будуть просто картинки.

Отже, коли мова йде про ДНК, перед очами стає красива модель подвійної спіралі. Хіміки бачать її як скелетну структурну формулу, фізики, на кшалт Вілкінса і Франклін, побачили ДНК за допомогою дифракції рентгенівських променів, біологи щодня спостерігають розділену в електричному полі ДНК, підфарбувану бромистим етидієм в ультрафіолеті. А інформатики бачать просту послідовність нуклеотидів, при цьому подвійна спіралізованість, водневі зв”язки і навіть друга низка повністью ігноруються. Так що інформатикам можна розслабитись, далі буде все просто, але багато.

Тому що, як я вже сказала, прийшли аналітики і за останні 10 років в прочитках геномів відбулись тектонічні зсуви, хоч після тривалої конкурентної боротьби на ринку поки що перемагає Іллюміна. Дивимось.

Десь в 1990 році (а якщо точніше, то і ще раніше) стартував перший проект прочитки людського геному, який тривав десь до 2003 року, тобто майже 15 років, коштував 3 міліарди доларів. Вже в 2013, тобто позаминулому році за рік можна було прочитати 625 геномів, а в минулому технічні потужності дозволяють прочитати 18000 геномів, а прочитка коштує близько 1000 доларів. Наразі остання версія дозволяє за день прочитувати 45 людських геномів. Досі прочитані геноми акуратно складають в створені для цього бази даних.

Цих буковок назбирали на
3.6 петабаз (15 нулів), а це всього навсього 32000 бактеріальних, 5000 рослинних і тваринних і 250 000 людських геномів. І вже зараз по об”єму інформації тільки людські геноми становлять четверту частину річного ютьюба і це тільки початок.

Тому що тепер секвенаторщики розвернуться по-справжньому. Буквально щодня анонсуються нові проекти. В минулому році британці і саудівська аравія анонсували великі людські популяційні секвенування по сотні тисяч геномів. Ботаніки, ентомологи та зоологи давай собі секвенувати один вид за іншим. А Китай, наразі найпотужніший секвенувальний аутсорсінг, заявив, що навіщо розмінюватись – мільйон геномів і справа в кишені. Очікується, що вже за 10 років четверта частина всієї людської популяції буде з прочитаними геномами. Принаймні технічні ресурси це дозволяють. По ціні це буде як придбати новий мобільнік.

Отже, подобається це нам, чи ні, майбутнє вже стоїть на порозі і грюкає у двері. Треба будуть точно фізичні ресурси для цих бігдата, якийсь захист (я на цьому не розуміюсь), треба будуть біоінформатики, які з цим повинні будуть розбиратись і треба буде нове покоління лікарів, які повинні будуть розумітись на генетичній інформації.

Теперь спустимось на землю і зазирнем за лаштунки біологічної лабораторії.

Для того, щоб прочитати геном, біолог бере свій об”єкт і розтирає в кашу. З людьми обходяться гуманно, беруть рідини організму, які містять клітини, які містять ядро, яке містить ДНК. За допомогою простих маніпуляцій виділяють ДНК (можна навіть в домашніх умовах). Потім ДНК ріжуть в хлам на дрібнюсінкі шматки (10-1000 нуклеотидів) і відправляють в секвенатор. На методі сексенування зупинятись не буду, це тема окремої лекції. Машина випльовує відносно простий, але гігантський текстовий файл, де в кожній четвертій шпальті міститься шматок прочитаної ДНК. Біолог дає цей пазл інформатику і каже – ну ось, тепер збери це все до купи. Складає ручки і задоволено посміхається.

Цей файл FASTQ, як правило, подібний у всіх виробників секвенаторів, тільки за деякими нюансами. Перша шпальта @ містить унікальний послідовності і опціональну інфу, друга – саму послідовність ДНК, третя + опціонально дублює першу (не питайте, варум), четверта – критерії якості, що базується на
Phred quality score і трохи варіює у різних виробників. Як ми бачимо на хроматограмі, трапляються випадки, коли машина не може однозначно розпізнати нуклеотид (з різних причин), тому він маркується як менш достовірний.


Байолоджистс лякаються таких закорючок
В деяких випадках переважно користуються спрощеною версією FASTA, фактично це основний формат збереження масивних даних секвенування або будь-яких колекції нуклеотидів (або білків). Це просто шматки прочитаних молекул, які розділені тегами > з унікальним ідентифікаційним номером. Відкривається звичайним текстовим редактором, також багато програм заточені на розпізнавання цього формату і відкривання окремих послідовностей, як окремих файлів. Приміром у мене в фаста 10 генів, програма відкриває як 10 файлів.

Припустим, інформатик отримав такий файл. Що з ним робити? Як сладати його в купу? Процес зібрання паззла – називається genome assembling.

Коли геном якогось містера Х одного разу прочитаний і складений, то він називається референтним і збирання нових на його основі – це вже набагато простіша задача. Але якщо досі геном якогось рідкого звіра ніколи не був прочитаний, тоді його треба збирати з нуля, тобто
de novo. Це нетривіальна задача. Але почнем здалеку.

Для збирання паззлу, геном треба прочитати декілька разів – скажімо, раз так 10. Тоді прочитані шматки будуть перекриватись. Фактично будь-який алгоритм шукає подібні перекриття по краям, або всередині шматків і склеює їх до купи. Таких алгоритмів наразі є близько десятка і купа асемблерів на їх основі, але нема жодного, який би давав 100% точність. Ефективність есемблінгу залежить від якості самої ДНК, яку надали на прочитку, від структури ДНК (вона містить купу повторів), від самого виду організму (у одних повторів більше, ніж у інших), від помилок, які робить сам прилад. Навіть остання версія людського референтного геному містить помилки. Це те, що
намагаються донести до біологів самі інформатики, після того, як склали цю лапшу докупи. Стаття дуже цінна.

Ну ось, з горем пополам геном склали. Це виглядає приблизно так. Ну, і де тут гени?

Наступний крок – знайти гени. Є два варіанти. Для пояснення першого забіжу на крок вперед. З ділянок ДНК, які кодують гени, зчитується РНК. Цю РНК ми можем виділити і прочитати так само, як ДНК. Якщо ми бачим такий прочитаний шматок РНК, то можем бути певні, що цей шматок зчитано з гену, який на момент експерименту був
включений і працює. Цей шматок часом називають
EST (expressed sequenced tag), нам потрібно тільки знати, що це
прочитаний шматок працюючого гену (ПШПГ – щойно вигадала переклад).

Отже, ми берем референтний геном і базу референтних РНК (або ESTs) і робим так званий alignment. Алгоритмів для цього є декілька, найбільш любимий біологами BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). Згодом це все можна візуалізувати на геномних браузерах у вигляді карти. Внизу на малюнку скріншот геномного браузера хробачка ценорабдітіс, четверта хромосома, позиція з 120000 по 130000 нуклеотиди, внизу видно зелені смужки aligned mapped ESTs, які перериваються тонкими некодуючими ділянками – інтронами.

Це був легкий шлях пошуку генів в геномі. Справа в тому, що може так трапитись, що ген включається коротко в якійсь одній тканині і більше ніде і ніколи. Тому експериментально ніхто ще РНК для нього не виділив і не прочитав. А ген є. Паралельно з емпіричним методом існує
de novo або
ab initio gene prediction. На щастя, в геномі вже є цілий ряд відомих features, які можуть вказувати на наявність генів. Наприклад, початок зчитування більшості генів кодується одним і тим самим кодоном ATG. Перед ним, як правило (звісно, з виключеннями), розташована послідовність, яка називається промотор і яка має певні ознаки, наприклад TATA-box. В гені, як правило (звісно, з виключеннями), знаходяться некодуючі ділянки, які як правило (звісно, з виключеннями) починаються з GT і закінчуються AG і в них триплетне зчитування закінчується стоп-кодоном. Отже, алгоритми беруть до увагу вагу кожної такої feature і шукають можливі гени. На браузері такі гени позначені в самому низу блакитними і рожевими смужками. На цій ділянці ми бачим три гени, зчитування яких, до того ж, направлені в різні сторони.

Припустимо, ми знайшли ділянку, яка схожа на ген. Наступне питання – що це за ген? Доки молекулярна біологія розвивалась еволюційним шляхом, діяв принцип – "один ген – один професор". Проф брав собі нескопану ділянку з геном Х і починав потихеньку розгрібати, що це за фрукт. Спочатку знаходився дивний мутант. Його схрещували сто разів, поки не встановлювали його спадковість. Потім шукали довго і нудно конкретний ген. Потім його прочитували. Дивились на продукт і так, і сяк. Ремонтували цей ген або навпаки, брали ціленьку рослину і мутували, аби перевірити, чи це дійсно він викликав такі прояви. Встановлювалась функція (одна або декілька). Генна послідовність акуратно складється в одну з трьох світових баз даних.

Формат усталений вже дуже давно і містить унікальний номер, назву гену, організм, з якого цей ген дістали, публікацію, де цей ген описаний, саму послідовність з фічами та білок, в який цей ген транслюється.

Подальша процедура визначення можливоїфункції генів проводиться так само, як емпіричне передбачання генів за допомогою BLAST, тільки додається інформація про те, наскільки ця ділянка до якого гену подібна (Score і Evalue), а також унікальний номер подібної послідовності і назва гену, якщо вона існує в базі даних. Це все називається genome annotation. Зауважу, що незважаючи на гігантське біологічне різноманіття, гени, як цеглинки ЛЕГО, зустрічаються доволі подібні у різних видів. Вважається, що якщо ген Б у пшениці подібний до раніше вивченого і добре описаного гену А з арабідопсису, то у пшениці він відіграє приблизно ту саму роль (демонічний регіт, бо це скоріш за все не так). В будь-якому випадку, цей натяк на функцію – відправна точка для формулювання гіпотези.

Отже, у мене є шматки геному (тут scaffold), їх довжина і подібність до колись раніше описаних кимось генів. В наведеному прикладі, як ми бачим, принаймні 4 шматки геному якось анотовані, втім, мій сосбистий досвід з Evalue говорить про те, що ця аннотація близька до сміття, крім якось гену з арабідопсису, який, до того ж, unknown.

Насьогодні анотація геномів і транскриптомів (про них буде пізніше), доволі відладжена процедура. Наприклад, юзерфрендлі BLAST2GO. Найбільша проблема анотації це те, що третина генів не описані взагалі, найбільша частина описана по простій подібності, а епоха "один ген – один професор" стає не модна.

Це був вступ. В цей момент асистентка на лекції показала мені карточку, що залишилось 15 хвилин. Завтра поговорим про те, що нам може розказати геном і, якщо встигнем – про транскриптом. Потім буде протеоміка і метаболоміка і на закуску феноміка.

Фотки про Львів

Кому цікаво, йдуть під кат. Попереджаю, вагітним і дітям від перегляду звичок і традицій бандерівців краще утриматись.

На площі Ринок пластуни торгують госдеповськими пєчєньками і збирають на АТО. Я купила у них перекладинця і знямкала.

Львів туристичний і Львів місцевий часом зустрічаються і контрастують.

Такі молоденькі панянки заманюють на екскурсії по Галичині.

По вулиці бродило чудовисько в каптурі з багатим внутрішнім світом нараспашку. Потім втомилось, зняло каптура і під ним виявився сумний молодий хлопчина.

Малі розбишаки похватали сопілки у продавщиці сувенірів і давай грати і підтанцьовувати.

Кришнаїти влаштували пляски з бубнами.

Кнайпи

Таня і Бонк. Ще на знають, куди потрапили.

Вій. Тобто Мамай. В жидівській кнайпі.

Перед трапезою пропонують вимити руки, поторгуватись за ціну і передають привіт від тьоті Соні.

Куратор львівського осередку сіоністського окупаційного уряду знущається над дойче бюргерін.

Якісь фошиствующі молодчикі чекають на замовлене жертвопріношеніє.

На чисельні прохання слухачів – покладання квітів до Степана Бандери. Ви гадали, що я жартувала? Степан Андрійовий позою і пальтішком нагадує інші пам"ятники, тому щоб не промахнутись – підпис.

Какой-то фошиствующий молодчик.



Я. Под присмотром надзирателей.



Ще двійко нещасних.